Intian New Delhissä sijaitsevan kansallisen kasvigenomitutkimuslaitoksen bioteknologit ovat kehittäneet muuntogeenisiä perunoita, jotka sisältävät 60% enemmän proteiinia kuin tavalliset mukulat
Viljakasvien amarantin geeni auttoi heitä tässä. Tutkijoiden mukaan niiden kehitys säästää paitsi kasvissyöjiä proteiininälkäyksestä.
Merkittävällä osalla planeettamme väestöstä (yli miljardi ihmistä) ei ole riittävää ravintoa ja se kärsii eniten proteiinivajeesta. Kuten eläinkokeissa ja ihmisten havainnoissa on toistuvasti osoitettu, proteiinin puute ravinnossa hidastaa fyysistä ja henkistä kehitystä ja voi aiheuttaa vakavan sairauden. Proteiinien aliravitsemus varhaisessa vaiheessa on erityisen vaarallista. Ihmiskeho, kuten muutkin eläimet, pystyy syntetisoimaan vain 11 21 aminohaposta, joita tarvitaan kehon proteiinien synteesiin. Loput kymmenen ovat välttämättömiä aminohappoja, jotka ihmisen tulisi saada ruoasta.
Genetiikka yrittää lisätä proteiinipitoisuutta ravintokasveissa ympäri maailmaa. Ja miljoonille ihmisille, etenkin kehitysmaissa, perunat ovat heidän päivittäisen ruokavalionsa perusta. Kaikista eduistaan mukuloissa on vähän proteiinia. Siksi monet tieteelliset ryhmät luovat proteiinirikkaita perunoita.
Geeni valittuna amarantista
Proteiinipitoisuuden lisäämiseksi tutkijat kokeilivat erilaisia geenejä, mutta ne eivät sovellu käytännölliseen käyttöön. Intialaiset geneetikot Kansallisesta kasvingenomitutkimuslaitoksesta hankkivat ja tutkivat siirtogeenisiä perunoita, joihin oli lisätty AmA1-geeni (Amaranth Albumin 1). Tämä geeni saadaan viljakasvien amarantista, jossa sillä on tärkeä tehtävä - se varastoi proteiinia siemeniin. AmA1-proteiini on tasapainoinen aminohappojen kanssa ja WHO on hyväksynyt sen ravintoarvon.
Intialaiset biologit, joita johtaa Asis Datta, ovat saaneet siirtogeenisiä perunoita seitsemästä taloudellisesti tärkeästä lajista, joilla on eri genotyypit. Tätä varten rakenne AmA1-geenistä yhdessä sitä aktivoivan geenin kanssa siirrettiin kasvin perimään. Agrobakteereita on perinteisesti käytetty siirtoon.
Kuten kokeilu osoitti, siirtogeeniset perunakasvit eivät poikkea millään tavoin tavanomaisista kasveista morfologisissa ominaisuuksissa.
Perunoihin lisätyt välttämättömät aminohapot
Tutkijat ovat havainneet, että geeni ilmentyy suuremmassa määrin mukuloissa, vähemmässä määrin varressa ja hyvin vähän lehdissä. Mukuloissa amaranttigeeni stimuloi proteiinien varastointia. Se määritettiin typpimäärän ja elektroforeesin avulla. Eri siirtogeenisissä lajikkeissa proteiinipitoisuus kasvoi 35-60% verrattuna tavanomaisiin lajikkeisiin. Työn kirjoittajat huomauttavat, että aikaisemmat yritykset lisätä perunan proteiinipitoisuutta johtivat korkeintaan 35%: n nousuun.
Mainosvideo:
Aminohappoanalyysi osoitti, että siirtogeenisissä mukuloissa on lisääntynyt useiden välttämättömien aminohappojen pitoisuus: lysiini, tyrosiini ja rikkiä sisältävät aminohapot, joita tavallisissa perunoissa on vähän. Asparagiinihapon, glutamiinihapon, arginiinin, leusiinin ja isoleusiinin pitoisuus lisääntyi myös. Kaikki nämä muutokset johtuvat adamanttisen geenin lisääntyneestä ekspressiosta siemenkannoissa.
Biologit tutkivat, seurasiiko perunan proteiinirikastukseen lisääntynyt biomassa. Se osoittautui niin: siirtogeenisten kasvien maaperäisten osien kuivapaino ylitti vertailukasvien painon 7–20%. Tämä osoittaa fotosynteesin voimakkuuden lisääntymistä. Kokeilu vahvisti, että CO 2 käyttöaste siirtogeenisten kasvien kasvaa 27%. Tutkijoiden mukaan seuraava mekanismi toimii täällä: lisääntynyt proteiinisynteesi siirtogeenisissä kasveissa heikentää vapaiden aminohappojen tarjontaa, ja tämä puolestaan johtaa tehostettuun fotosynteesiin. Intialaiset geneetikot havaitsivat erilaisissa ilmasto-olosuhteissa suoritetuissa kaksivuotisissa kenttäkokeissa, että siirtogeenisten perunakukaloiden sato on 15-25% tavallista korkeampi.
Perunat eivät vahingoittaneet rotia
Siirtogeenisen perunan turvallisuus testattiin rotilla, jotka söivät sitä kolme kuukautta. Biokemiallinen verikoe osoittautui normaaliksi, samoin kuin kaikkien kehon järjestelmien työtila. Immuunijärjestelmä käyttäytyi myös rauhallisesti, eläimissä ei havaittu merkkejä allergiasta. Eri kudosten kuolemanjälkeisen histologisen analyysin perusteella ei havaittu poikkeavuuksia. Tutkijat ovat varmistaneet, että mahamahlan entsyymit sulavat AmA1-proteiinin kokonaan.
Joten intialaisten tutkijoiden ehdottama perunoiden parantamismenetelmä on osoitettu olevan tehokas ja turvallinen. PNAS-artikkelin kirjoittajat uskovat, että tätä geeniä voidaan käyttää muissa kulttuureissa.