Считается, что шампанское изобрел французский монах Дом Периньон, который догадался заткнуть бутылки с бродящим вином пробками. Но для этого необходимо было прежде иметь исходный продукт, то есть особый сорт винограда. На просторах французской Шампани издревле произрастал сopт Pinot noir с плодами черного цвета. Примерно на рубеже ХVI века произошла мутация, и возник сорт Pinot Meunier, из которого вот уже не одну сотню лет производят знаменитое шампанское.
Внешне мутация проявляется в том, что наружный слой эпидермиса листьев нового сорта покрыт большим количеством волосков, из-за этого поверхность листа становится не гладкой, а шероховатой на ощупь. Австралийские ученые решили выяснить механизм этой природной ген-модификации. Из клеток оволошенного слоя они регенерировали целые растения. Получившиеся мутанты оказались карликами - всего полметра высотой, но с плодами нормального размера. При этом они менее требовательны к условиям культивирования и дают высокий урожай.
Экономическая эффективность карликовых мутантов доказана еще в 1960-1970-е годы. Тогда в ходе "зеленой революции" селекционеры получили карликовую рожь и пшеницу с повышенной урожайностью, благодаря чему были накормлены страны "Третьего" мира.
Известно, что карликовость растений связана с мутацией гена, определяющего чувствительность к гибберелиновой кислоте - растительному гормону роста. Ученые обнаружили, что достаточно заменить всего лишь один нуклеотид - "букву" генетического кода, чтобы в одном из регуляторных растительных белков произошла замена аминокислоты. Вместо лейцина, небольшой гидрофобной аминокислоты, в белке появляется более крупный гистидин, имеющий щелочные свойства. Модифицированный белок теряет способность улавливать "сигнал" со стороны гибберелиновой кислоты. Растение больше не растет, у лозы вместо усиков формируются цветоножки, затем цветы и гроздья ягод. Так происходит повышение плодоношения.
Цветение растений регулируется сложным образом. Это и автономные механизмы, и световой фактор (чередование дня и ночи), и действие гормонов роста. Механизмы регуляции избыточны, что повышает вероятность обязательного цветения. Вполне возможно, что подобная избыточность генетического "покрытия" растительных функций объясняет, почему у растений так много генов. Например, общий размер генома риса всего лишь в 6 раз меньше размера генома человека.
Есть и практические выводы из этой работы. Сейчас идут горячие споры о том, можно ли возделывать и употреблять в пищу ген-модифицированные растения. Пример шампанского показывает, что ген-модификация - такой же естественный процесс, как и многие другие. Организмы не могут не мутировать, такова уж природа их геномов.
