Доматите произвеждат естественовитамин Dпрекурсори. Затварянето на пътя за превръщането му в други химикали може да доведе до натрупване на прекурсори.
Генно-редактираните доматени растения, които произвеждат прекурсори на витамин D, могат един ден да осигурят източник на ключови хранителни вещества без животни.
Приблизително 1 милиард души не получават достатъчно витамин D – състояние, което може да доведе до различни здравословни проблеми, включително имунни и неврологични нарушения. Растенията често са дефицитен източник на хранителни вещества и повечето хора получаватвитамин Dот животински продукти като яйца, месо и млечни продукти.
Когато генно-редактираните домати, описани в Nature Plants на 23 май, бяха изложени на ултравиолетова светлина в лабораторията, някои прекурсори, наречени витамин D3, бяха превърнати във витамин D3. Но тези растения все още не са разработени за търговска употреба и не е известно как ще се държат, когато се отглеждат на открито.
Въпреки това, казва растителният биолог Джонатан Нейпиър от Rothamsted Research в Харпендън, Обединеното кралство, това е обещаващ и необичаен пример за използване на редактиране на гени за подобряване на хранителните качества на културите. Изисква задълбочено разбиране на биохимията на доматите."Можете само да редактирате това, което разбирате", каза той. "И само защото разбираме биохимията, можем да направим този тип интервенция."
Редактирането на гени е техника, която позволява на изследователите да правят целенасочени промени в генома на организма и е приветствана като потенциален начин за разработване на по-добри култури. Докато генетично модифицираните култури, направени чрез вмъкване на гени в генома на растението, обикновено трябва да бъдат подложени на задълбочена проверка от правителствените регулатори, много страни са рационализирали процеса на редактиране на генома на културите – при условие че редактирането е сравнително просто и получените мутации може да имат и естествено възникващи мутации.
Но Нейпиър каза, че има сравнително малко начини да се използва този вид редактиране на гени за подобряване на хранителното съдържание на културите. Докато редактирането на гени може да се използва за изключване на гените по начини, които са полезни за потребителите – например чрез премахване на растителни съединения, които могат причиняват алергии — много по-трудно е да се намери генна мутация, която води до ген. нови хранителни вещества.“За действителното подобряване на храненето трябва да се отдръпнете и да помислите колко полезен би бил този инструмент?“— каза Нейпиър.
Докато някои растения естествено произвеждат форма на витамин D, той обикновено по-късно се превръща в химикал, който регулира растежа на растенията. Блокирането на пътя на трансформацията води до натрупване на прекурсори на витамин D, но също и до забавен растеж на растенията.“ Това е много важно съображение ако искате да правите растения с висок добив“, казва Кати Мартин, растителен биолог в Центъра Джон Инес в Норич, Великобритания.
Но нощниците също имат паралелен биохимичен път, който превръща провитамин D3 в защитни съединения. Мартин и нейните колеги се възползваха от това, за да проектират растения, които произвеждат витамин D3: Те откриха, че затварянето на пътя води до натрупване навитамин Dпрекурсори, без да пречат на растежа на растенията в лабораторията.
Доминик Ван Дер Стратен, растителен биолог от университета в Гент в Белгия, каза, че сега изследователите трябва да определят дали блокирането на производството на защитни съединения, когато се отглеждат извън лабораторията, влияе върху способността на доматите да се справят със стреса на околната среда.
Мартин и нейните колеги планират да проучат това и вече са получили разрешение да отглеждат своите генно-редактирани домати на полето. Екипът също иска да измери ефекта от ултравиолетовото излагане на открито върху превръщането на витамин D3 във витамин D3 в листата и плодовете на растенията „В Обединеното кралство това е почти обречено“, пошегува се Мартин, имайки предвид прословутото дъждовно време в страната. Тя каза, че когато се свързала със сътрудник в Италия, за да попита дали може да проведе експериментите на пълно слънце, той отговори, че ще отнеме около две години, за да получите регулаторно разрешение.
Ако доматите се представят добре в полеви проучвания, в крайна сметка те могат да се присъединят към ограничен списък от култури, обогатени с хранителни вещества, достъпни за потребителите. Но Нейпиър предупреждава, че пътят към пазара е дълъг и изпълнен с усложнения, включващи интелектуална собственост, регулаторни изисквания и логистични предизвикателства.Golden Оризът – проектирана версия на култура, която произвежда предшественик на витамин А – отне десетилетия, за да се премести от лабораторни щандове във ферми, преди да бъде одобрен за търговско отглеждане във Филипините миналата година.
Лабораторията на Van Der Straeten отглежда генетично модифицирани растения, които произвеждат по-високи нива на различни хранителни вещества, включително фолиева киселина, витамин А и витамин B2. Но тя бърза да посочи, че тази подсилена култура може да се справи само с недохранването.” Това е само един от начини, по които можем да помогнем на хората", каза тя. "Очевидно ще бъдат взети различни мерки."
Време за публикуване: 25 май 2022 г