มะเขือเทศดัดแปลงพันธุกรรมสามารถเป็นแหล่งใหม่ของวิตามินดี

มะเขือเทศผลิตจากธรรมชาติวิตามินดีสารตั้งต้น การปิดทางเดินเพื่อเปลี่ยนเป็นสารเคมีอื่นๆ อาจทำให้เกิดการสะสมของสารตั้งต้น
พืชมะเขือเทศดัดแปลงพันธุกรรมที่ผลิตสารตั้งต้นของวิตามินดีในวันหนึ่งอาจเป็นแหล่งสารอาหารหลักที่ปราศจากสัตว์

ผู้คนประมาณ 1 พันล้านคนไม่ได้รับวิตามินดีเพียงพอ ซึ่งเป็นภาวะที่อาจนำไปสู่ปัญหาสุขภาพที่หลากหลาย รวมถึงความผิดปกติของภูมิคุ้มกันและระบบประสาท พืชมักเป็นแหล่งของสารอาหารที่ไม่เพียงพอ และคนส่วนใหญ่ได้รับวิตามินดีจากผลิตภัณฑ์จากสัตว์ เช่น ไข่ เนื้อสัตว์ และผลิตภัณฑ์จากนม
เมื่อมะเขือเทศดัดแปลงพันธุกรรมที่อธิบายไว้ใน Nature Plants เมื่อวันที่ 23 พฤษภาคมได้รับแสงอัลตราไวโอเลตในห้องแล็บ สารตั้งต้นบางชนิดที่เรียกว่าวิตามินดี 3 ถูกเปลี่ยนเป็นวิตามินดี 3 แต่พืชเหล่านี้ยังไม่ได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ และไม่เป็นที่รู้จัก พวกเขาจะมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อโตกลางแจ้ง
อย่างไรก็ตาม Johnathan Napier นักชีววิทยาด้านพืชแห่ง Rothamsted Research ในเมือง Harpenden ประเทศอังกฤษ กล่าวว่า นี่เป็นตัวอย่างที่มีแนวโน้มและไม่ธรรมดาของการใช้การตัดต่อยีนเพื่อปรับปรุงคุณภาพทางโภชนาการของพืชผล ซึ่งต้องมีความเข้าใจในเชิงลึกเกี่ยวกับชีวเคมีของมะเขือเทศ” คุณสามารถแก้ไขได้เท่านั้น สิ่งที่คุณเข้าใจ” เขากล่าว “และเพียงเพราะเราเข้าใจชีวเคมีที่เราสามารถทำการแทรกแซงประเภทนี้ได้”

การแก้ไขยีนเป็นเทคนิคที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถเปลี่ยนแปลงเป้าหมายในจีโนมของสิ่งมีชีวิตได้ และได้รับการยกย่องว่าเป็นวิธีที่มีศักยภาพในการพัฒนาพืชผลที่ดีขึ้น ในขณะที่พืชดัดแปลงพันธุกรรมที่ทำโดยการใส่ยีนเข้าไปในจีโนมของพืชโดยทั่วไปจะต้องได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดโดยหน่วยงานกำกับดูแลของรัฐบาล หลายประเทศได้ปรับปรุงกระบวนการตัดแต่งจีโนมให้คล่องตัวขึ้น โดยที่การแก้ไขนั้นค่อนข้างง่าย และการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นก็อาจมีการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่นกัน
แต่เนเปียร์กล่าวว่ามีวิธีค่อนข้างน้อยที่จะใช้การแก้ไขยีนประเภทนี้เพื่อปรับปรุงเนื้อหาทางโภชนาการของพืชผล ในขณะที่การแก้ไขยีนสามารถใช้เพื่อปิดยีนในลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อผู้บริโภค เช่น การกำจัดสารประกอบจากพืชที่สามารถทำได้ ทำให้เกิดอาการแพ้—เป็นการยากกว่ามากที่จะหาการกลายพันธุ์ของยีนที่ส่งผลให้เกิดยีนใหม่” สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพทางโภชนาการที่แท้จริง คุณต้องถอยกลับและคิดว่าเครื่องมือนี้จะมีประโยชน์เพียงใด”เนเปียร์กล่าวว่า

แม้ว่าพืชบางชนิดจะผลิตวิตามินดีได้ตามธรรมชาติ แต่ก็มักจะถูกเปลี่ยนเป็นสารเคมีที่ควบคุมการเจริญเติบโตของพืชในภายหลัง การปิดกั้นเส้นทางการเปลี่ยนแปลงจะนำไปสู่การสะสมของสารตั้งต้นของวิตามินดี แต่ยังทำให้การเจริญเติบโตของพืชมีลักษณะแคระแกรนอีกด้วย” นี่เป็นข้อพิจารณาที่สำคัญมาก หากคุณต้องการสร้างพืชที่ให้ผลผลิตสูง” Cathie Martin นักชีววิทยาพืชที่ John Innes Center ใน Norwich สหราชอาณาจักรกล่าว
แต่เฉดสีกลางคืนยังมีวิถีทางชีวเคมีคู่ขนานที่เปลี่ยนโปรวิตามิน D3 ให้เป็นสารประกอบป้องกัน มาร์ตินและเพื่อนร่วมงานของเธอใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้เพื่อสร้างวิศวกรรมพืชที่ผลิตวิตามินดี3: พวกเขาพบว่าการปิดทางเดินนำไปสู่การสะสมของวิตามินดีสารตั้งต้นโดยไม่รบกวนการเจริญเติบโตของพืชในห้องปฏิบัติการ
Dominique Van Der Straeten นักชีววิทยาพืชแห่งมหาวิทยาลัย Ghent ในเบลเยียม กล่าวว่าขณะนี้นักวิจัยต้องพิจารณาว่าการปิดกั้นการผลิตสารประกอบป้องกันเมื่อปลูกนอกห้องปฏิบัติการส่งผลต่อความสามารถของมะเขือเทศในการรับมือกับความเครียดจากสิ่งแวดล้อมหรือไม่
มาร์ตินและเพื่อนร่วมงานของเธอวางแผนที่จะศึกษาเรื่องนี้และได้รับอนุญาตให้ปลูกมะเขือเทศดัดแปลงพันธุกรรมในไร่แล้ว ทีมงานยังต้องการวัดผลกระทบของการได้รับรังสียูวีกลางแจ้งต่อการเปลี่ยนวิตามินดี3 เป็นวิตามินดี3 ในใบและผลของพืช “ในสหราชอาณาจักร เกือบจะถึงวาระแล้ว” มาร์ตินพูดติดตลกโดยอ้างถึงสภาพอากาศที่มีฝนตกชุกของประเทศ เธอกล่าวว่าเมื่อเธอติดต่อผู้ทำงานร่วมกันในอิตาลีเพื่อถามว่าเขาสามารถทำการทดลองกลางแดดได้หรือไม่ เขาตอบว่าต้องใช้เวลา ประมาณสองปีเพื่อรับการอนุมัติด้านกฎระเบียบ
หากมะเขือเทศทำได้ดีในการศึกษาภาคสนาม มะเขือเทศอาจจบลงด้วยการเข้าร่วมรายการพืชผลเสริมธาตุอาหารที่มีให้ผู้บริโภคจำกัด แต่เนเปียร์เตือนว่าถนนสู่ตลาดนั้นยาวไกลและเต็มไปด้วยความยุ่งยากที่เกี่ยวข้องกับทรัพย์สินทางปัญญา ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ และความท้าทายด้านลอจิสติกส์ ข้าว ซึ่งเป็นพืชผลทางวิศวกรรมที่ผลิตสารตั้งต้นของวิตามินเอ ใช้เวลาหลายสิบปีในการย้ายจากม้านั่งในห้องปฏิบัติการไปยังฟาร์ม ก่อนที่ข้าวจะได้รับการอนุมัติสำหรับการเพาะปลูกเชิงพาณิชย์ในฟิลิปปินส์เมื่อปีที่แล้ว
ห้องทดลองของ Van Der Straeten กำลังปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่ผลิตสารอาหารที่หลากหลายในระดับที่สูงขึ้น รวมทั้งโฟเลต วิตามินเอ และวิตามินบี 2 แต่เธอชี้ให้เห็นอย่างรวดเร็วว่าพืชที่ได้รับการเสริมความแข็งแรงนี้สามารถจัดการกับภาวะทุพโภชนาการได้เท่านั้น” นี่เป็นเพียงหนึ่งใน วิธีที่เราสามารถช่วยเหลือผู้คนได้” เธอกล่าว “แน่นอนว่าต้องใช้มาตรการที่หลากหลาย”