Китайские генетики секвенировали геном чайного дерева, что помогло объяснить, почему чай хорошо адаптируется к разным климатическим условиям и богат антиоксидантами и кофеином.

Чайное дерево Camellia sinensis относится к роду Camellia, в котором более 100 видов. Ранее ученые уже смогли объяснить некоторые полезные свойства чая. Так, содержащееся в нем вещество эпигаллокатехин-3-галлат оказалось способно подавлять рост опухолевых клеток. Кроме этого, выяснилось, что потребление чая может существенно снижать риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и таким образом продлевать жизнь.

Предыдущие исследования показали, что чай обязан своими полезными свойствами и ароматом группе антиоксидантов под названием флавоноиды. Как считается, эти вещества помогают растениям выживать в окружающей среде. Один флавоноид с горьким вкусом — катехин — особенно связан с ароматом чая. Уровни катехинов и других флавоноидов, а также кофеина различны у разных видов Camellia.

Чтобы понять, почему это так, китайские ученые расшифровали геном чайного дерева сорта Юнканг из китайской провинции Юньнань. Они выяснили, что листья чайного дерева содержат не одну, а несколько копий генов, которые ответственны за производство кофеина и флавоноидов. При этом кофеин и флавоноиды не являются белками, и поэтому не закодированы непосредственно в геноме — они производятся опосредованно другими белками, которые кодируются.

Геномный анализ чая показал, что он обладает чрезвычайно большим геномом по сравнению с большинством секвенированных видов растений: он состоит из 3 млрд пар оснований. Связано это с тем, что геном чайного дерева в очень большой степени насыщен т.н. ретротранспозонами, способными многократно копироваться и вставлять себя в разные части генома. Всего геном чая на 80% состоит из этих повторяющихся элементов. Именно их обилие, как полагают ученые, и привело к тому, что чайное дерево стало устойчиво к болезням и хорошо адаптируется к различным климатическим условиям.

Как пишут в своем отчете исследователи, «были обнаружены гены, которые усиливают выработку катехина и активацию ферментов, устойчивых к стрессу, важных для чайного вкуса и адаптации. Также показано, что чай пришел к синтезу кофеина по собственному генетическому пути, отдельному от какао и кофе».

Таким образом, исследование 25 видов Camellia показало, что более высокие уровни экспрессии большинства флавоноид- и кофеин-родственных генов увеличивают производство катехинов и кофеина и, повышая устойчивость чая к болезням, одновременно улучшают его вкус и полезность для человека.