Sipulit ovat yksi ihmiskunnan vanhimmista ystävistä - tarjoavat ravintoa (ja kyyneliä) vähintään 5000 vuotta.
Vasta parin viime vuosikymmenen aikana tutkijat alkoivat selvittää, miksi raakasipuliksi viipaloiminen saa meidät itkemään. Ja äskettäisessä ACS Chemical Biology -lehdessä julkaistussa lehdessä esitetään palapelin viimeinen kappale, kiusaamalla miten sipulin primaarinen silmiä ärsyttävä kemikaali muodostuu.
Sipulien kyyneleitä tuottava tai kypsyttävä vaikutus on eräänlainen kemiallinen sodankäynti, jota kasvit käyttävät petokselle mahdollisia saalistajia ja veitsiä hoitavia kokkeja. Mutta vaiheet, jotka tapahtuvat siitä ensimmäisestä viipaleesta sipulin ohueseen ihoon, ovat monimutkaisia.
Kuten Ashton Yoon raportoi Discoverille, sipulisolut sisältävät taskuja nesteitä, jotka on täytetty allinaasientsyymillä. Kun sipuli viipaloidaan, nämä säkit repeävät, vapauttaen allinaasin, joka sitten reagoi sipulin aminohappojen kanssa muodostaen rikkihappoa.
Tämä rikkihappo siirtyy sitten toiseen reaktioon, jota avustaa entsyymi, jota kutsutaan laryrymatoiviseksi tekijäsyntaasiksi (LFS), joka muodostaa haihtuvan yhdisteen, joka tunnetaan laryrymatoivisena tekijänä (LF), joka leijuu ilmaan ja reagoi sarveiskalvon hermojen kanssa, aiheuttaen hallitsemattomia kyyneleitä.
Marcin Golczak, tutkimuksen kirjoittaja ja farmakologian professori Case Western-yliopistossa, kesti vuosikymmenien ajan prosessin selvittämisen. Vaikka tutkijat havaitsivat, että LF oli ensisijainen silmiä ärsyttävä tekijä 1970-luvulla, he löysivät LFS-entsyymin vasta vuonna 2002. Mutta selvitys siitä, kuinka LFS auttaa tuottamaan LF: ää, osoittautui vielä haastavammaksi LF: n epävakauden ja höyrystymisaltistuksen takia.
Golczakin ja hänen tiiminsä piti olla luova voidakseen vastata tähän kysymykseen. He pystyivät valmistamaan LFS-entsyymin stabiilit kiteet sitomalla sen stabiilimpaan yhdisteeseen, krotyylialkoholiin. Sitten he tutkivat entsyymin rakennetta, mikä paljasti, että yhdiste on samanlainen kuin hyvin tutkittu proteiinien superperhe, nimeltään START. Vertaamalla LFS-entsyymin osia, joissa muut yhdisteet kiinnittyvät samanlaisiin kohtiin START-proteiineissa, tutkijat kiusasivat vaiheita siitä, kuinka rikkihaposta tulee LF.
Vaikka sipulipullan ratkaiseminen on sulka niiden korkissa, Golczakin joukkue on enemmän kiinnostunut siitä, mitä entsyymi voi kertoa heille ihmisen proteiineista. "Emme työskentele kasvien kanssa ollenkaan, olemme osa lääketieteellistä koulua", hän kertoo Smithsonian.com-sivustolle. ”Laboratoriomme tutkii metaboliittien kuljetukseen liittyviä proteiineja. Mutta LFS: n rakenne ja muoto ovat samanlaiset kuin mitä meillä on ihmisissä, joten päätimme tutkia sitä. "
Tästä huolimatta löytöllä voi olla vaikutuksia maatalouteen. Vuonna 2015 LFS: n löytäneet japanilaiset tutkijat havaitsivat, että ne voisivat tuottaa vähemmän repeäviä sipulia pommittamalla sipulit ioneilla, jotka hajottavat LF: ään johtavan ketjureaktion entsyymit. Vuonna 2008 toinen tutkijaryhmä Uudessa-Seelannissa tuotti kyynelettömän sipulin katkaisemalla geenin, joka tuottaa LFS: ää sipulin genomista. Kumpikaan näistä tekniikoista ei kuitenkaan ole vielä tuonut revittyä sipulia markkinoille.
Golczak sanoo, että tietäen kuinka LFS luo LF: n, se voi auttaa tutkijoita suunnittelemaan estäjän estääkseen repäisyä aiheuttavan yhdisteen muodostumisen, mikä saattaa olla vähemmän kiistanalainen kuin geneettinen muuntaminen. ”Voisit suunnitella liuoksen tai sumun estäjällä. En tiedä onko tämä hyvä lähestymistapa ”, hän sanoo. ”Emme jatka sitä. Annamme japanilaisten kaverien tutkia sitä. ”
Siihen asti yritä jäähdyttää sipulisi ennen viipalointia hidastaaksesi näiden haitallisten höyryjen vapautumista.
