Bez obzira na to kako neko kaže „paradajz“, svi oni sadrže paradajz, toksin u zelenom voću, listovima i korenima biljke. Paradajz proizvodi jedinjenje gorkog ukusa — glavni metabolit specijalizovan za biljke koji se izlučuje iz korena — za odbranu od patogena i stočara.
Takvi metaboliti funkcionišu kao hranljive materije i hemijski signali, utičući na formiranje mikrobnih zajednica koje u velikoj meri utiču na rast biljaka.
Prethodne studije su otkrile da organski toksini na biljnoj bazi — saponini, kao što je tomatin — menjaju mikrobnu zajednicu oko korena paradajza povećanjem bakterije Sphingobium. Ipak, ono što je ostalo nepoznato je kako su se kolonije mikroba u rizosferi paradajza – zemljištu koje okružuje korenje – nosile sa paradajzom.
Sada je istraživačka grupa na čelu sa Univerzitetom Kjoto otkrila da Sphingobium poseduje niz enzima koji hidrolizuju tomatin, detoksikujući ga.
„Takođe smo identifikovali enzime koji pretvaraju steroidni tomatidin u netoksična, manja jedinjenja“, kaže Akifumi Sugiiama iz KjotoU istraživačkog instituta za održivu humanosferu.
„Naše otkriće ovih metabolita pomaže nam da razumemo kako se mikroorganizmi u tlu nose sa toksičnim jedinjenjima biljnog porekla kako bi uspešno naselili rizosferu“, dodaje Masaru Nakajasu, takođe u RISH-u.
Sugiiamin tim je izolovao nekoliko bakterija iz korena paradajza i zemlje natopljene paradajzom i identifikovao bakterijski soj RC1, koji smanjuje kvalitet paradajza i koristi ga kao izvor ugljenika.
Analiza sekvence gena RC1 pokazala je da se ekspresija nekoliko gena porodice glikohidrolaze povećava u prisustvu paradajza. Ekspresije proteina kodiranih genima bakterije E Coli potvrdile su njihovu sposobnost da razgrađuju tomatin in vitro.
„Mislili smo da se četiri šećera vezana za paradajz degradiraju u nekom redosledu, ali smo otkrili da četiri odgovarajuća gena SpGH3-4, SpGH39-1, SpGH3-1 i SpGH3-3 zajednički rade na hidrolizi paradajza u tomatidin“, primetila je Kjoko Takamatsu na Visoka škola poljoprivrednih nauka u Kjotu.
Autori predviđaju dalje napore da se razviju saponini osim tomatina i analiziraju kako geni koji razgrađuju saponin utiču na interakciju između biljaka i bakterijskih zajednica u rizosferi.
„S obzirom na to da mnogi metaboliti specijalizovani za biljke nude koristi za ljudsko zdravlje, možemo da konstruišemo bakterijske gene na osnovu njihovih enzimskih funkcija da bismo proizveli nova bioaktivna jedinjenja za primenu kod ljudi“, zaključio je Sugijama.
