Επιστήμονες δημιούργησαν γενετικά τροποποιημένες ντομάτες για να ενισχύσουν τη βιταμίνη D

Οι ντομάτες που έχουν τροποποιηθεί γενετικά για να παράγουν βιταμίνη D, γνωστή ως βιταμίνη του ήλιου, θα μπορούσαν να είναι μια απλή, βιώσιμη καινοτομία για την αντιμετώπιση ενός παγκόσμιου προβλήματος υγείας.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επεξεργασία γονιδίων για να απενεργοποιήσουν ένα συγκεκριμένο μόριο στο γονιδίωμα του φυτού που αύξησε τη βιταμίνη D3 τόσο στους καρπούς όσο και στα φύλλα των φυτών τομάτας. Στη συνέχεια μετατράπηκε σε βιταμίνη D3 με έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία.

Η βιταμίνη D παράγεται στο σώμα μας αφού το δέρμα μας εκτεθεί στην υπεριώδη ακτινοβολία, αλλά η κύρια πηγή είναι τα τρόφιμα. Αυτή η βιολογικά ενισχυμένη νέα καλλιέργεια θα μπορούσε να βοηθήσει τα εκατομμύρια των ανθρώπων που υποφέρουν από ανεπάρκεια βιταμίνης D, ένα αυξανόμενο πρόβλημα που συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου, άνοιας και πολλές κύριες αιτίες θανάτου. Έρευνες έχουν δείξει επίσης ότι η ανεπάρκεια βιταμίνης D συνδέεται με αυξημένη ένταση από μόλυνση από τον Covid-19.

Οι ντομάτες που παράγουν βιταμίνη D θα μπορούσαν να είναι μια απλή και βιώσιμη καινοτομία για την αντιμετώπιση ενός παγκόσμιου προβλήματος υγείας.

Οι ντομάτες περιέχουν φυσικά ένα από τα δομικά στοιχεία της βιταμίνης D3, που ονομάζεται προβιταμίνη D3 ή 7-δεϋδροχοληστερόλη (7-DHC), στα φύλλα τους σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Ωστόσο, η προβιταμίνη D3 δεν συσσωρεύεται συνήθως σε ώριμους καρπούς ντομάτας.

Οι επιστήμονες της ομάδας της καθηγήτριας Cathy Martin στο John Innes Center χρησιμοποίησαν την επεξεργασία γονιδίων CRISPR-Cas9 για να κάνουν αναθεωρήσεις στον γενετικό κώδικα των φυτών τομάτας, έτσι ώστε η βιταμίνη D3 να συσσωρεύεται στα φρούτα της ντομάτας. Τα φύλλα των τροποποιημένων φυτών περιείχαν έως και 600 mcg προβιταμίνης D3 ανά γραμμάριο ξηρού βάρους. Η συνιστώμενη ημερήσια δόση βιταμίνης D είναι 10 μικρογραμμάρια για ενήλικες.

Κατά την καλλιέργεια των φύλλων ντομάτας είναι συνήθως απόβλητα, αλλά αυτά τα τροποποιημένα φυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή συμπληρωμάτων βιταμίνης D3 φιλικά προς τους vegan ή για τον εμπλουτισμό των τροφίμων.

Η καθηγήτρια Cathy Martin, αντίστοιχη συγγραφέας της μελέτης, η οποία εμφανίζεται στο Nature Plants, είπε.

Σαράντα τοις εκατό των Ευρωπαίων έχουν έλλειψη σε βιταμίνη D και το ίδιο συμβαίνει και με ένα δισεκατομμύριο άνθρωποι σε όλο τον κόσμο. Δεν αντιμετωπίζουμε μόνο ένα τεράστιο πρόβλημα υγείας, αλλά βοηθάμε τους παραγωγούς, επειδή τα φύλλα ντομάτας που σπαταλούνται αυτή τη στιγμή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή συμπληρωμάτων από γενετικά τροποποιημένες ραβδώσεις. “

Προηγούμενη έρευνα μελέτησε τη βιοχημική οδό του τρόπου με τον οποίο το 7-DHC στα φρούτα χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μορίων και διαπίστωσε ότι ένα συγκεκριμένο ένζυμο Sl7-DR2 είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή του σε άλλα μόρια.

Για να επωφεληθούν από αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το CRISPR-Cas 9 για να απενεργοποιήσουν το ένζυμο Sl7-DR2 στις ντομάτες, έτσι ώστε το 7DHC να συσσωρεύεται στους καρπούς της ντομάτας.

Μέτρησαν την ποσότητα του 7-DHC που υπάρχει στα φύλλα και τους καρπούς των τροποποιημένων φυτών τομάτας και διαπίστωσαν ότι υπήρχε σημαντική αύξηση στα επίπεδα του 7-DHC τόσο στα φύλλα όσο και στους καρπούς των τροποποιημένων φυτών.

Το 7-DHC συσσωρεύεται τόσο στη σάρκα όσο και στη φλούδα της ντομάτας.

Οι ερευνητές στη συνέχεια εξέτασαν εάν το 7-DHC στα τροποποιημένα φυτά θα μπορούσε να μετατραπεί σε βιταμίνη D3 εκπέμποντας φως UVB στα φύλλα και τις φέτες φρούτων για μία ώρα. Βρήκαν ότι ήταν αποτελεσματικό και πολύ αποτελεσματικό.

Μετά από θεραπεία με υπεριώδη ακτινοβολία για τη μετατροπή του 7-DHC σε βιταμίνη D3, μια ντομάτα περιείχε ισοδύναμα επίπεδα βιταμίνης D με δύο μεσαίου μεγέθους αυγά ή 28 γραμμάρια τόνου — και οι δύο συνιστώμενες πηγές τροφής βιταμίνης D.

Η μελέτη λέει ότι η βιταμίνη D στα ώριμα φρούτα μπορεί να αυξηθεί περαιτέρω με παρατεταμένη έκθεση στις υπεριώδεις ακτίνες, για παράδειγμα κατά την ξήρανση στον ήλιο.

Η αναστολή του ενζύμου στις ντομάτες δεν είχε καμία επίδραση στην ανάπτυξη, την ανάπτυξη ή την απόδοση των φυτών τομάτας. Άλλα στενά συγγενικά φυτά όπως η μελιτζάνα, οι πατάτες και οι πιπεριές έχουν την ίδια βιοχημική οδό, επομένως η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί σε αυτές τις καλλιέργειες λαχανικών.

Νωρίτερα αυτό το μήνα, η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου ανακοίνωσε μια επίσημη αναθεώρηση που εξετάζει εάν τα τρόφιμα και τα ποτά πρέπει να εμπλουτίζονται με βιταμίνη D για την αντιμετώπιση των ανισοτήτων στην υγεία.

Τα περισσότερα τρόφιμα περιέχουν λίγη βιταμίνη D και τα φυτά είναι γενικά πολύ φτωχές πηγές. Η βιταμίνη D3 είναι η πιο βιοδιαθέσιμη μορφή βιταμίνης D και παράγεται στο σώμα όταν το δέρμα εκτίθεται στο ηλιακό φως. Το χειμώνα και σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη, οι άνθρωποι πρέπει να λαμβάνουν βιταμίνη D από τη διατροφή ή τα συμπληρώματά τους, επειδή ο ήλιος δεν είναι αρκετά δυνατός ώστε το σώμα να την παράγει φυσικά.

Ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Dr. Jie Li είπε: «Η πανδημία του COVID-19 βοήθησε να ρίξει φως στο πρόβλημα της ανεπάρκειας βιταμίνης D και τον αντίκτυπό της στη λειτουργία του ανοσοποιητικού και στη γενική υγεία. Οι πλούσιες σε βιταμίνη D ντομάτες που παράγουμε παρέχουν μια φυτική πηγή της τόσο απαραίτητης βιταμίνης του ήλιου. Αυτά είναι υπέροχα νέα. Για τους ανθρώπους που υιοθετούν μια φυτική, χορτοφαγική ή vegan διατροφή και για τον αυξανόμενο αριθμό ανθρώπων σε όλο τον κόσμο που υποφέρουν από πρόβλημα ανεπάρκειας βιταμίνης D.”

Αναφορά: «Οι βιοενισχυμένες ντομάτες παρέχουν μια νέα οδό για την επάρκεια βιταμίνης D» από τους J. Lee, Aurelia Scarano, Nestor Mora Gonzalez, Fabio D’Orso, Yagwan Yu, Christian Nemeth, Gerhard Saalbach, Lionel Hill, Carlo de Oliveira Martins, Rolando Moran , Angelo Santino και Cathy Martin, 23 Μαΐου 2022, Διαθέσιμο εδώ. φυτά της φύσης.
DOI: 10.1038 / s41477-022-01154-6