Ученые секвенировали геном кофейного дерева и выяснили происхождение генов, кодирующих самое популярное психотропное средство на планете — кофеин. Эти гены у кофе отличаются от тех, что отвечают за выработку кофеина у чая и какао-бобов, а значит, не были получены от общего предка всех трех растений и возникли самостоятельно. Результаты исследования представлены в журнале Science.
Была описана черновая геномная последовательность растения Coffea canephora (больше известного как робуста) — оно дает порядка 30 процентов от мирового урожая кофе. Аравийский кофе (Coffea arabica) более популярен, так как его вкус не такой кислый (из-за пониженного содержания кофеина). Сравнение с геномами других растений (в том числе винограда и томата) показало, что у кофе имеются большие семьи генов, связанных с выработкой алкалоидов и флавоноидов. Эти вещества и придают кофе характерный аромат (и горький вкус бобам). Робуста также может похвастаться богатым набором N-метилтрансфераз — ферментов, которые участвуют в выработке кофеина.
Выяснилось, что все «кофеиновые» ферменты робусты ближе к другим генам кофе, чем к аналогичным ферментам у чая и какао. Таким образом, способность вырабатывать кофеин возникла у кофейного дерева самостоятельно, а не была унаследована от общего с другими растениями предка (иначе эти ферменты были бы более похожи).
Что касается важности кофеина для самого Coffea canephora, то ученые выдвинули две гипотезы. В листьях это вещество отпугивает насекомых, а в плодах и семенах подавляет рост растений-конкурентов. В другом недавнем исследовании было отмечено, что у насекомых-опылителей вырабатывается зависимость от кофеина — они еще и еще возвращаются к растениям за добавкой. Возможно, некоторым другим живым существам также присуща эта зависимость.