咖啡因的刺激感非常棒，以至于它进化了两次。咖啡基因组现已发布，揭示咖啡植物使用与茶、可可和其他提神植物不同的一组基因来产生咖啡因。
咖啡树种植面积约1100万公顷，每天饮用超过20亿杯咖啡。咖啡是由 Coffea canephora 和 Coffea arabica（分别称为罗布斯塔和阿拉比卡）的经过发酵、烘焙和研磨的浆果冲泡而成。一个国际科学家团队现已在罗布斯塔咖啡基因组中鉴定出超过25,000个蛋白质生成基因。该品种约占咖啡产量的三分之一，其中大部分用于雀巢等速溶咖啡品牌。阿拉比卡咖啡因含量较低，但其较低的酸度和苦味使其对许多咖啡饮用者来说更美味。然而，选择罗布斯塔品种进行测序是因为其基因组比阿拉比卡咖啡的基因组更简单。
咖啡因的进化远早于睡眠不足的人类对其上瘾，可能是为了保护咖啡植物免受捕食者的侵害以及其他益处。例如，咖啡叶含有植物任何部位中最高水平的咖啡因，当它们落在土壤上时，会阻止附近其他植物生长。
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纽约州立大学布法罗分校的基因组科学家 Victor Albert 说：“咖啡因也会使传粉者产生习惯，并使它们想要再次光顾，这对我们人类也是如此。”他是这项测序工作的共同领导者。研究结果于 9 月 4 日发表在《科学》杂志上。
双重起源
当团队寻找将咖啡与其他植物区分开来的基因家族时，产生咖啡因的基因家族位居榜首。这些基因编码甲基转移酶，通过分三步添加甲基化学基团，将黄嘌呤核苷分子转化为咖啡因。与此同时，茶和可可使用与团队在罗布斯塔咖啡中发现的不同的甲基转移酶来产生咖啡因。Albert 说，这表明产生咖啡因的能力至少进化了两次，一次是在咖啡植物的祖先中，另一次是在茶和可可的共同祖先中。
该基因组可用于识别有助于植物对抗疾病（如 咖啡锈病）和应对气候变化的基因。
产生咖啡因的基因也可能被灭活，以创造出更美味的低咖啡因咖啡。对于许多无法忍受咖啡因刺激感的人来说，基因工程改造为不含咖啡因的咖啡品种可能是一个受欢迎的进展。目前去除咖啡因的过程涉及化学处理，并且还会影响风味（参见“植物生物技术：制作低咖啡因咖啡”）。“我每天早上都必须喝一杯咖啡，但我通常白天不喝，因为它会让我发抖，”Albert 说。
本文经许可转载，于2014年9月4日首次发表。