Сотрудники канадского Университета Калгари во главе с Амандой Мелин (Amanda Melin) решили оценить способность различных млекопитающих перерабатывать этиловый спирт: чем лучше она развита, тем больше этанола теоретически может употребить животное, не отравившись и не заснув. C2H5OH нейтрализуется ферментами алкогольдегидрогеназы (ADH), которые переводят это соединение в ацетальдегид. Они кодируются разными генами и экспрессируются в разных органах.
Первым действует ADH7, так как этот фермент вырабатывается в основном в желудке, ротовой полости и пищеводе. Многие другие алкогольдегидрогеназы образуются по большей части в печени и работают уже не с этанолсодержащей пищей, а со спиртом, попавшим в кровь. Поэтому исследователи сравнивали последовательности генов, кодирующих ADH7, а не прочие ферменты той же группы.
Учёные отобрали данные по гену ADH7 для 85 видов млекопитающих из самых разных отрядов: грызунов, рукокрылых, приматов, парнокопытных, хоботных, хищных, китообразных и других. Отмечалось, присутствует ли у вида этот ген; если да, то нет ли в нём мутаций, из-за которых алкогольдегидрогеназа 7 не может должным образом функционировать (например стоп-кодонов, которые стоят не в конце гена, а раньше). Учитывали и пищевые привычки животного — долю нектара и плодов в его диете. Теоретически, чем больше подобной пищи ест млекопитающее, тем выше у него шанс столкнуться с этанолом в природе.
Ген ADH7 обнаружился у 79 из 85 исследованных видов. У некоторых из них он превратился в псевдоген, в частности, в их число входят лошадь (Equus caballus), белый носорог (Ceratotherium simum), морская свинка (Cavia porcellus), дегу (Octodon degu), канадский бобр (Castor canadensis), девятипоясный броненосец (Dasypus novemcinctus), а также многие китообразные, хоботные, хищные и парнокопытные. Скорее всего, они почти не способны эффективно перерабатывать этанол. Это интересно, так как одним из аргументов против пристрастия слонов к маруле было то, что они просто не могут съесть достаточно плодов, чтобы опьянеть. Но если у этих животных плохо работают алкогольдегидрогеназы, то интоксикация этанолом, наоборот, должна наступать быстро.
Функциональные ADH7 обнаружили у тех, кто потребляет много фруктов и нектара, то есть приматов и рукокрылых. У многих из них в соответствующем гене имеются замены, которые могут повышать эффективность алкогольдегидрогеназы 7, по некоторым данным — в 40 раз по сравнению с предковой формой фермента (у приматов). Также вероятно, что белок, кодируемый ADH7, активен у ряда сумчатых, таких как домовый опоссум, в рацион которого входят фрукты.
Предположение, что алкогольдегидрогеназа 7 наиболее активна у животных, которые едят нектар и фрукты и поэтому часто встречаются с этанолсодержащей пищей, подтвердилось, но лишь частично. У насекомоядных, которые обычно всеядны, этот фермент тоже работает, хотя вряд ли используется для нейтрализации алкоголя. В то же время у травоядных — грызунов, парнокопытных, лошадей, слонов — ADH7 отсутствует, либо с него нельзя считать информацию для построения полноценного белка. Это странно, учитывая, что листья — это растительная пища, как и плоды, и нектар. Авторы предполагают, что в случае травоядных функцию алкогольдегидрогеназы 7 берут на себя бактерии-симбионты желудка или кишечника либо другие ферменты того же класса, которые экспрессируются ниже по пищеварительному тракту или в печени.
Исследователи делают из своей работы очевидный, но важный вывод: разные млекопитающие перерабатывают этиловый спирт с весьма неодинаковой эффективностью, а значит, не стоит переносить данные с одних видов на другие. Стоит учитывать экологические особенности и эволюционную историю каждого. Это особенно важно помнить при изучении алкоголизма на модельных животных. Чаще всего в этой роли выступают мыши и крысы, чьи образ жизни и пищевые привычки довольно далеки от человеческих