دانشمندان تازه متوجه شدند چرا گوجه فرنگی‌ انسان‌ را نمی‌کشد

می‌گویند گیاه تاجریزی سیاه موجب مرگ آگوستوس امپراتور روم شد. گوجه فرنگی نیز به همین خانواده یعنی بادنجانیان (سولاناسه) تعلق دارد و این گیاه نیز گلیکوآلکالوئیدهای استروئیدی سمی تولید می‌کند.

مردم در گذشته تصور می‌کردند گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum) سمی است، اما دانشمندان متوجه شدند گیاه گوجه فرنگی این سموم را به ترکیباتی تبدیل می‌کند که برای ما قابل خوردن هستند و خطری ندارند. فنگ بای و گروهش در دانشگاه سیچوان اکنون مکانیسم‌های ژنتیکی را شناسایی کرده‌اند که موجب می‌شود گوجه فرنگی برای ما خطری نداشته باشد.

گیاهان خانواده سولاناسه از گلیکوآلکالوئیدهای استروئیدی به‌عنوان دفاع طبیعی دربرابر آفات استفاده می‌کنند. تصور می‌شود این مولکول‌ها به غشای سلولی آسیب می‌زنند و درنهایت موجب مرگ سلول می‌شوند.

سیب‌زمینی هم به همین خانواده تعلق دارد، اما به شکلی اهلی شده است که میزان ترکیبات سمی در آن‌ها در حدی باشد که برای مصرف انسان‌ها خطرناک نباشد، گرچه اگر سیب‌زمینی آسیب‌دیده یا درمعرض نور زیادی قرار گیرد، این ترکیبات می‌توانند درحد خطرناکی در آن تولید شوند.

گلیکوآلکالوئیدهای استروئیدی طعمی تلخ و ناخوشایند دارند. مصرف بیش‌ازحد این ترکیبات منجر به حس سوزش در دهان می‌شود و علائمی همچون تهوع، گرفتگی، پایین آمدن ضربان قلب، کاهش سرعت تنفس، استفراغ، اسهال، خونریزی داخلی و ضایعات معده را به همراه دارد.

همین گیاهان به پراکنده شدن بذرهای خود نیز نیاز دارند و حیوانات این کار را برای آن‌ها انجام می‌دهند. بنابراین، در برخی از این گیاهان، وقتی میوه‌های حاوی دانه به بلوغ می‌رسند، مواد سمی تلخ درون آن‌ها به ترکیبی کم‌خطر تبدیل می‌شوند به‌طوری‌که حیوانات آن‌ها را می‌خورند و بذرهای آن‌ها را ازطریق مدفوع در نقاط دیگر پراکنده می‌کنند.

در گوجه‌فرنگی‌ مواد شیمیایی که موجب می‌شود میوه‌ها قرمزتر، نرم‌تر و شیرین‌تر شوند، در فرآیند تبدیل گلیکوآلکالوئید سمی به ترکیب‌ کم‌خطرتری به بنام اسکولئوزید A هم نقش دارند.

گیاهانی که میوه‌های خوشمزه‌ای مثل گوجه‌فرنگی دارند، از فرایند تنظیم اپی‌‌ژنتیکی استفاده می‌کنند تا تغییراتی را که برای ایمن کردن میوه‌ آن‌ها لازم است، کنترل کنند. در همین راستا، پروتئینی به نام DML2  به دستگاه ژن‌خوان سلول اجازه می‌دهد با حذف گروه‌های متیل (که به‌عنوان سیگنال های مولکولی عمل می‌کنند) از قسمت خاصی از کروموزوم، به ژن‌های دخیل در توقف سموم دسترسی پیدا کند. این فرایند متیل‌زدایی نامیده می‌شود.

وقتی پژوهشگران ازنظر ژنتیکی تولید ژن مذکور را در گوجه‌فرنگی‌ها غیرفعال کردند، میوه‌های تولیدشده هنوز حاوی سطوح بالایی از گلیکوالکالوئیدهای استروئیدی بودند. آن‌ها با بررسی ژن‌های گیاهان مرتبط با گوجه‌فرنگی، متوجه شدند متیل‌زدایی به‌واسطه‌ی DML2 در طول فرایند اهلی شدن گوجه‌فرنگی افزایش یافته است و موجب شده است گوجه‌فرنگی از گیاهی کوچک و با میوه‌های توت‌مانند به گیاهی با میوه‌های بزرگ و قرمز تبدیل شود.

در همین حین، سطح ژن‌هایی که مسئول تولید ترکیبات سمی (گلیکوالکالوئیدهای استروئیدی) هستند،  نیز کاهش پیدا کرده است. این تغییرات باعث شده است که حتی بتوان بدون خطر مقدار کمی گوجه‌فرنگی‌ سبز را نیز مصرف کرد.

تغییرات ژنتیکی که در گوجه‌فرنگی‌ها رخ داد، درنهایت باعث شد این گیاه برای ما سالم‌تر و ایمن‌تر شود. وقتی گوجه‌فرنگی‌ به گیاهی مناسب برای خوردن تبدیل شد، انسان‌ها آن را به سرزمین‌های جدید بردند و این گیاه در سراسر جهان پراکنده شد.

این پژوهش در مجله‌ی Science Advances منتشر شده است.