Індійські генетики виростили генномодифіковану м'ясну картоплю

Біотехнологи з Національного інституту досліджень рослинного геному в Нью-Делі (Індія) вивели генетично модифіковану картоплю, в якій міститься на 60% більше білка, ніж у звичайних клубнях. Допоміг їм у цьому ген злакової рослини амаранта. За словами вчених, їх розробка врятує від білкового голодування не тільки вегетаріанців.

Значна частина населення нашої планети (понад мільярд осіб) не має повноцінного харчування і найбільше страждає від дефіциту білка. Як було неодноразово показано в експериментах на тваринах і в спостереженнях за людьми, нестача білка в раціоні викликає затримку фізичного і розумового розвитку і може провокувати серйозні захворювання. Особливо небезпечне білкове недоїдання в ранньому віці. Організм людини, як і інших тварин, може синтезувати тільки 11 з 21 амінокислоти, необхідної для синтезу білків тіла. Решта десять - незамінні амінокислоти, які людина повинна отримувати з їжею.

Підвищувати вміст білка в харчових культурах генетики намагаються по всьому світу. А для мільйонів людей, особливо в країнах, що розвиваються, основою щоденного раціону служить картопля. При всіх її достоїнствах в клубнях мало білка. Тому безліч наукових груп створюють збагачену білком картоплю.

Вибрано ген з амаранта

Щоб підвищити вміст білка, вчені перепробували різні гени, але вони не підійшли для практичного використання. Індійські генетики з Національного інституту вивчення рослинного геному (National Institute of Plant Genome Research) отримали і вивчили трансгенну картоплю з вбудованим геном AmA1 (Amaranth Albumin 1). Цей ген отримано із зернової рослини амаранта, де він виконує важливу функцію - запасає білок у насінні. Білок AmA1 відрізняється збалансованістю за амінокислотами, його харчова цінність була схвалена ВООЗ.

Індійські біологи під керівництвом Азізи Датта (Asis Datta) отримали трансгенну картоплю з семи економічно важливих сортів з різним генотипом. Для цього в геном рослини перенесли конструкцію з гена AmA1 в комплексі з геном, що активує його. Для перенесення традиційно використовували агробактерії.

Як показав експеримент, трансгенні рослини картоплі за морфологічними ознаками нічим не відрізнялися від звичайних.

Картоплі додали незамінних амінокислот

Вчені з'ясували, що ген більшою мірою експресується в клубнях, меншою мірою - в стеблі і зовсім мало - в листях. У клубнях амарантовий ген стимулює запасання білка. Його визначали за кількістю азоту і методом електрофорезу. У різних трансгенних сортах вміст білка порівняно зі звичайними сортами збільшився на 35-60%. Автори роботи зазначають, що колишні спроби підвищення вмісту білка в картоплі призводили не більш ніж до 35-відсоткового збільшення.

Амінокислотний аналіз показав, що в трансгенних клубнях підвищено вміст декількох незамінних амінокислот: лізину, тирозину і амінокислот, яких мало в звичайній картоплі. Також збільшився вміст аспарагінової кислоти, глутамінової кислоти, аргініну, лейцину та ізолейцину. Всі ці зміни викликані підвищеною експресією адамантового гена насіннєвих запасів.

Біологи подивилися, чи не супроводжується білкове збагачення картоплі підвищенням біомаси. Виявилося, так і є: суха маса наземних частин трансгенних рослин перевищувала масу контрольних рослин на 7 − 20%. Це свідчить про підвищення інтенсивності фотосинтезу. Експеримент підтвердив, що утилізація _СО2 трансгенними рослинами зростає на 27%. Вчені припускають, що тут працює такий механізм: посилений синтез білка в трансгенних рослинах виснажує запас вільних амінокислот, а це, в свою чергу, веде до посиленого фотосинтезу. У дворічних польових експериментах, проведених у різних кліматичних умовах, індійські генетики з'ясували, що врожай трансгенних картопляних клубнів на 15 − 25% більше, ніж звичайних.

Щурам картопля не нашкодила

Перевірку трансгенного картоплі на безпеку провели на щурах, які їли його три місяці. Біохімічний аналіз крові виявився в нормі, як і стан роботи всіх систем організму. Імунна система також вела себе спокійно, ніяких ознак алергії у тварин не спостерігалося. Посмертний гістологічний аналіз різних тканин не показав відхилень від норми. Вчені впевнилися, що білок AmA1 повністю перетравлюється ферментами шлункового соку.

Так що запропонований індійськими вченими спосіб поліпшення картоплі продемонстрував свою ефективність і безпеку. Автори статті в PNAS вважають, що цей ген можна буде використовувати і в інших культурах.

infox.ru