עגבניות מייצרות באופן טבעיויטמין דימבשרים. סגירת המסלול להמרתו לכימיקלים אחרים עלולה להוביל להצטברות מבשרים.
צמחי עגבניות ערוכים בגנים המייצרים מבשרי ויטמין D יכולים יום אחד לספק מקור נטול בעלי חיים לחומרי תזונה מרכזיים.
לפי הערכות, מיליארד אנשים אינם מקבלים מספיק ויטמין D - מצב שעלול להוביל למגוון של בעיות בריאותיות, כולל הפרעות חיסוניות ונוירולוגיות. צמחים הם לעתים קרובות מקור חסר של חומרים מזינים, ורוב האנשים מקבליםויטמין דיממוצרים מן החי כגון ביצים, בשר ומוצרי חלב.
כאשר העגבניות שעברו עריכה גנטית שתוארו ב-Nature Plants ב-23 במאי נחשפו לאור אולטרה סגול במעבדה, כמה מבשרים הנקראים ויטמין D3 הומרו לויטמין D3. אבל צמחים אלה עדיין לא פותחו לשימוש מסחרי, וזה לא ידוע איך הם יתנהגו כאשר יגדלו בחוץ.
עם זאת, אומר ביולוג הצמחים ג'ונתן נאפייר מ-Rothamsted Research ב-Harpenden, בריטניה, זוהי דוגמה מבטיחה ויוצאת דופן לשימוש בעריכת גנים כדי לשפר את האיכות התזונתית של גידולים. זה דורש הבנה מעמיקה של ביוכימיה של עגבניות." אתה יכול רק לערוך מה שאתה מבין," הוא אמר. "ורק בגלל שאנחנו מבינים את הביוכימיה אנחנו יכולים לעשות התערבות מסוג זה."
עריכת גנים היא טכניקה המאפשרת לחוקרים לבצע שינויים ממוקדים בגנום של האורגניזם ונחשבה כדרך פוטנציאלית לפיתוח יבולים טובים יותר. בעוד שגידולים מהונדסים גנטית המיוצרים על ידי החדרת גנים לגנום של הצמח חייבים לעבור בדיקה מקיפה על ידי הרגולטורים הממשלתיים, מדינות רבות ייעלו את התהליך של עריכת גידולים בגנום - בתנאי שהעריכה פשוטה יחסית ולמוטציות שנוצרו עשויות להיות גם מוטציות טבעיות.
אבל נאפייר אמר שישנן דרכים מעטות יחסית להשתמש בעריכת גנים מסוג זה כדי לשפר את התוכן התזונתי של גידולים. בעוד שניתן להשתמש בעריכת גנים כדי לכבות גנים בדרכים המועילות לצרכנים - למשל, על ידי הסרת תרכובות צמחיות שיכולות לשמש לגרום לאלרגיות - הרבה יותר קשה למצוא מוטציה גנטית שמביאה לגן. חומרים מזינים חדשים." לשיפור תזונתי ממשי, עליך לצעוד אחורה ולחשוב, עד כמה הכלי הזה יהיה שימושי?"אמר נאפייר.
בעוד שצמחים מסוימים מייצרים צורה של ויטמין D, בדרך כלל הוא הופך מאוחר יותר לכימיקל המווסת את צמיחת הצמח. חסימת מסלול הטרנספורמציה מובילה להצטברות מבשרי ויטמין D, אך גם לעיכוב בצמיחה של צמחים. "זהו שיקול חשוב מאוד אם אתה רוצה לייצר צמחים בעלי תשואה גבוהה", אומרת קאת'י מרטין, ביולוגית צמחים במרכז ג'ון אינס בנוריץ', בריטניה.
אבל לגלי לילה יש גם מסלול ביוכימי מקביל שממיר פרוויטמין D3 לתרכובות הגנה. מרטין ועמיתיה ניצלו זאת כדי להנדס מפעלים המייצרים ויטמין D3: הם גילו שהשבתת המסלול הובילה להצטברות שלויטמין דימבשרים מבלי להפריע לצמיחת הצמחים במעבדה.
דומיניק ואן דר סטרייטן, ביולוג צמחי מאוניברסיטת גנט בבלגיה, אמר כי על החוקרים לקבוע כעת האם חסימת ייצור תרכובות הגנה כאשר הן גדלות מחוץ למעבדה משפיעה על יכולת העגבניות להתמודד עם לחץ סביבתי.
מרטין ועמיתיה מתכננים ללמוד זאת וכבר קיבלו אישור לגדל את העגבניות שעברו עריכת גנים בשטח. הצוות רצה גם למדוד את ההשפעה של חשיפה ל-UV חיצונית על ההמרה של ויטמין D3 לוויטמין D3 בעלים ופירות צמחים "בבריטניה, זה כמעט נידון", התבדח מרטין, בהתייחסו למזג האוויר הגשום הידוע לשמצה במדינה. היא אמרה שכאשר יצרה קשר עם משתף פעולה באיטליה כדי לשאול אם הוא יכול לבצע את הניסויים בשמש מלאה, הוא השיב שזה ייקח כשנתיים לקבל אישור רגולטורי.
אם עגבניות יצליחו במחקרי שדה, הן עלולות להצטרף לרשימה מוגבלת של גידולים מועשרים בחומרים מזינים הזמינים לצרכנים. אבל נאפייר מזהירה שהדרך לשוק ארוכה ורצופה בסיבוכים הכרוכים בקניין רוחני, דרישות רגולטוריות ואתגרים לוגיסטיים. לאורז - גרסה מהונדסת של יבול שמייצר חומר מוצא ויטמין A - לקח עשרות שנים לעבור מספסלי מעבדה לחוות, לפני שאושר לגידול מסחרי בפיליפינים בשנה שעברה.
המעבדה של ואן דר סטרייטן מגדלת צמחים מהונדסים גנטית המייצרים רמות גבוהות יותר של מגוון חומרים מזינים, כולל חומצה פולית, ויטמין A וויטמין B2. אבל היא ממהרת לציין שהיבול המועשר הזה יכול להתמודד רק עם תת-תזונה." דרכים שבהן נוכל לעזור לאנשים", אמרה. "ברור שזה ייקח מגוון אמצעים".
זמן פרסום: 25 במאי 2022