Magyarok a bor titkának megfejtői között

Tea- vagy borkedvelők, de cserszömörcés szájvízzel öblögetők vagy a hagyományos bőrcserzést gyakorlók is jó érzéssel gondolhatnak rá, hogy hazai kutatók is közreműködtek a tanninok titkának megfejtésében.

Az emberiség évezredek óta a legkülönbözőbb célokra alkalmazza a cseranyagoknak nevezett szúrós-kesernyés ízű növényi anyagcseretermékeket. Fehérjéket kicsapó, tartósító tulajdonságaik miatt az újkőkortól fogva használják őket bőrök kikészítésére: az Ötzihez hasonló ősemberek már az első bőrnadrágokat is velük edzették. Emellett kulcsfontosságú szerepet játszanak a bor és a tea aromájának kialakításában, és ezek kölcsönöznek fanyar ízt az éretlen gyümölcsöknek. A cseranyagban különösen gazdag növényeknek már a neve is tükrözi e sajátságukat - gondoljunk például a cserszömörcére -, ám e vegyületek valójában szinte minden növénycsoportban megtalálhatók, hiszen termelőiknek általános védelmet biztosítanak a kórokozók támadásaival és a növényevők garázdálkodásával szemben.

A szőlő héjában is vannak cseranyagok Forrás: AFP/Massimo Fornaciari

Annak ellenére, hogy ízanyagként ma is mindennapi életünk fontos részei, a cseranyagok keletkezésének helyéről és módjáról - vagyis arról, hogy a növényi sejtek melyik alkotórészükben és miként állítják őket elő - mindeddig vajmi keveset lehetett tudni. Ismert volt, hogy az úgynevezett tanninok alapanyagául szolgáló aromás vegyületeket a növények a fotoszintézisnek is otthont adó zöld színtestekben (kloroplasztiszokban) gyártják, ám korábban sosem sikerült megfigyelni, hogy a végleges tannin-molekulák hol állnak össze építőköveikből, és hogyan halmozódnak fel a növényi sejtek nagy részét kitöltő, egyfajta tartályként üzemelő vizes közegű "buborékokban", a vakuólumokban. Régebbi munkákban leginkább az endoplazmás hálózat néven ismert sejtszervecskét nevezték meg a tanninok lehetséges forrásául; igaz, az 1970-es évek óta senki nem foglalkozott e hipotézis körüljárásával.

Így aztán a montpellier-i (Franciaország) kutatók, akik végül a megfejtéshez eljutottak, sokáig kételkedtek eredményeik hitelességében. Amikor a növényi sejtösszetevők szétválasztása során a tanninokat tartalmazó frakció rendre zöldre sikeredett, a tisztítás hibájára gyanakodtak; úgy vélték, bizonyára zöld színtestekkel szennyeződött a készítményük. Genevieve Conéjéro, a csoport vezetője csak a sokadik próbálkozás után kezdte elhinni, hogy talán nem a kloroplasztisz lehet az egyetlen zöld színű szervecske a növényi sejtekben. E feltételezésükben aztán fénymikroszkópos megfigyeléseik is megerősítették őket: a tannint tartalmazó apró hólyagocskák, amelyeket később tannoszómáknak neveztek el, ott sorjáztak a vakuólumban, és a kloroplasztiszok zöldjét adó klorofillok jellegzetes színét mutatták - miközben alakjuk, szerkezetük, méretük alapján nyilvánvalóan nem lehettek zöld színtestek.

Kezdett tehát felsejleni valamiféle összefüggés a zöld színtestek és az újonnan felfedezett rejtélyes tannoszómák között - ez azonban ellentmondott a jó negyven évvel korábbi feltételezésnek, amely a tanninok előállítását az endoplazmás hálózathoz társította. Conéjéro és munkatársai ezért elkezdték még nagyobb részletességgel, elektronmikroszkópos felbontásban tanulmányozni a növényi sejteket, és alaposan áttekintették a terület irodalmát is, hátha valaki tett már az övékkel egybecsengő megfigyeléseket. Így akadtak rá az ELTE Növényszervezettani Tanszékén 1952 óta kutató Dános Béla professzor munkájára, aki munkatársaival a téma úttörőjeként már évekkel korábban, a szakmában szinte elsőként felvetette, hogy a cseranyagok különleges színtestekben keletkezhetnek.

Ehhez hasonló zöld színtestek (baloldali kép, a P betű a színtesteket jelöli) módosulnak cseranyag termelésére és annak (vagy más fenolos vegyületeknek) a vakuólumba (V betűvel jelölve) való juttatására (középső kép). A vakuólumban pedig régóta közismert, hogy nagyméretű csersavat tartalmazó testek jelennek meg (jobboldali kép, nyílhegy) Forrás: Solymosi Katalin, ELTE

A magyar kollégákkal történő kapcsolatfelvétel gyümölcsöző együttműködést eredményezett, melynek során fény derült a cseranyagok keletkezésének titkaira. A részletek kibogozásához és az általános érvényű modell megfogalmazásához a tanszéken dolgozó Solymosi Katalin véleménye és eredményei is hozzájárultak. "Teljesen véletlenül csöppentem bele ebbe a munkába tavaly nyáron, amikor egy francia kollégám, aki jól ismeri a növényi színtestek szerkezetével kapcsolatos kutatásaimat, a véleményemet kérte a hihetetlennek tűnő eredményeikkel kapcsolatban” - meséli Katalin. "A megkeresés hatására áttekintettem a mintegy 30 ezer saját elektronmikroszkópos felvételemet, és ezek közül kiválogattam azokat, amelyeken a francia kutatók eredményeihez hasonló - ám korábban nem azonosított - képleteket láttam." Ezek a képek további megerősítést szolgáltattak az új sejtszervecske létezésére, s egyben lehetőséget adtak a tannoszómák születésének és vándorlásának végigkövetésére is.

Kiderült, hogy a cseranyagok felhalmozódása során - például a szőlő héjában, vagy az éretlen gyümölcsökben - a zöld színtestek egy része sajátos átalakuláson megy keresztül. A fotoszintézist végző "rendes" kloroplasztiszok jellegzetes belső szerveződéssel rendelkeznek: belsejüket lipidhártyákból álló hálózat tölti ki, amely leginkább lapos korongokat alkot. Ebben az erősen összehajtogatott, ezért a parányi bennfoglaló térfogathoz képest jelentős fajlagos felületű lipidhártyában foglal helyet a fotoszintézis apparátusának jelentős része, a zöld színt adó klorofillokat is beleértve. A cseranyagképzésre elkötelezett plasztiszokban azonban ez a jellegzetes szerkezet elkezd lebomlani: a lipidkorongok hálózata feldarabolódik, széléről pedig gyöngyfüzérszerűen lefűződnek a tannoszomák, amelyek belsejében a tannin felhalmozódására utaló sűrű anyag jelenik meg. E cseranyaggal telt hólyagocskák aztán elhagyják az őket "megszülő" átalakult plasztiszt, és a sejtplazmán át egyenesen a vakuólum felé veszik útjukat. Mindeközben viszont a tannoszómákat burkoló hártya megőrzi azokat az összetevőket, amelyeket a kloroplasztisz eredeti belső hártyarendszeréből örökölt, így a zöld színben tündöklő klorofillt is. Ezzel kikerekedik a történet: a tannoszómák átalakuló zöld színtestekből származnak, s bár végül a vakuólumban gyűlnek össze, külső borításuk mindvégig magán hordozza eredetének nyomait.

Eddig mindig tévedett, aki azt gondolta, hogy tudásunk egy adott területről teljes: ezúttal a növényi sejtalkotók rég befejezettnek hitt listája bővült újabb taggal. Éppen mert a növényi sejtek kutatása olyan hosszú múltra tekinthet vissza, számít váratlan és jelentős eredménynek egy korábban ismeretlen sejtszervecske felfedezése, s a tannoszómáknak ezentúl minden növnyészervezettan-tankönyvben illik szerepelniük. Tea- vagy borkedvelők, de cserszömörcés szájvízzel öblögetők vagy a hagyományos bőrcserzést gyakorlók is jó érzéssel gondolhatnak rá, hogy hazai kutatók is közreműködtek a tanninok titkának megfejtésében.