Bioteknologer från National Institute for Plant Genome Research i New Delhi, Indien, har utvecklat genetiskt modifierade potatis som innehåller 60% mer protein än vanliga knölar
Genen från spannmålsprodukten amaranth hjälpte dem i detta. Enligt forskare kommer deras utveckling att rädda inte bara vegetarianer från protein svält.
En betydande del av befolkningen på vår planet (mer än en miljard människor) har inte tillräcklig näring och lider mest av proteinbrist. Som upprepade gånger har visats i djurförsök och i mänskliga observationer orsakar en brist på protein i kosten en försening av fysisk och mental utveckling och kan provocera allvarlig sjukdom. Proteinundernäring i en tidig ålder är särskilt farligt. Den mänskliga kroppen, som andra djur, kan syntetisera endast 11 av de 21 aminosyrorna som krävs för syntes av kroppsproteiner. De återstående tio är essentiella aminosyror som en person ska få från mat.
Genetik försöker öka proteininnehållet i livsmedelsgrödor över hela världen. Och för miljoner människor, särskilt i utvecklingsländerna, är potatis basen för deras dagliga kost. För alla dess fördelar finns det lite protein i knölar. Därför skapar många vetenskapliga grupper proteinrika potatisar.
Gen vald från amaranth
För att öka proteininnehållet försökte forskare olika gener, men de var inte lämpliga för praktisk användning. Indiska genetiker från National Institute of Plant Genome Research erhöll och studerade transgena potatisar med en insatt AmA1-gen (Amaranth Albumin 1). Denna gen erhålls från kornväxtens amarant, där den har en viktig funktion - den lagrar protein i frön. AmA1-protein är aminosyrabalanserat och har godkänts av WHO för näringsvärde.
Indiska biologer under ledning av Asis Datta har fått transgene potatis från sju ekonomiskt viktiga sorter med olika genotyper. För att göra detta överfördes en konstruktion från AmA1-genen i kombination med genen som aktiverade den till växtgenomet. Agrobacteria har traditionellt använts för överföring.
Som experimentet visade skilde sig inte transgena potatisväxter på något sätt från vanliga i morfologiska egenskaper.
Väsentliga aminosyror tillsatta potatis
Forskare har funnit att genen uttrycks i större utsträckning i knölar, i mindre utsträckning i stammen och mycket lite i bladen. I knölar stimulerar amarantgenen proteinlagring. Det bestämdes av mängden kväve och genom elektrofores. I olika transgena kultivarer ökade proteininnehållet med 35-60% jämfört med konventionella kultivarer. Författarna till arbetet noterar att tidigare försök att öka proteininnehållet i potatis resulterade i högst 35% ökning.
Kampanjvideo:
Aminosyraanalys visade att transgena knölar har ett ökat innehåll av flera viktiga aminosyror: lysin, tyrosin och svavelinnehållande aminosyror, som är knappast i vanliga potatis. Innehållet i asparaginsyra, glutaminsyra, arginin, leucin och isoleucin ökade också. Alla dessa förändringar orsakas av det ökade uttrycket av den fastställda genen för utsädesbestånd.
Biologer såg om proteinberikningen av potatis åtföljdes av en ökning av biomassa. Det visade sig vara så: torrvikten för de markbundna delarna av de transgena växterna överskred kontrollanläggningarna med 7–20%. Detta indikerar en ökning av intensiteten hos fotosyntesen. Experimentet bekräftade att CO 2 -användning från transgena växter ökar med 27%. Forskare föreslår att följande mekanism fungerar här: ökad proteinsyntes i transgena växter utarmar tillgången på fria aminosyror, och detta i sin tur leder till ökad fotosyntes. I tvååriga fältförsök som utfördes under olika klimatförhållanden fann indiska genetiker att utbytet av transgena potatisknölar är 15-25% högre än vanligt.
Potatis skadade inte råttorna
Den transgena potatisen testades med avseende på säkerhet på råttor som åt den i tre månader. Det biokemiska blodprovet visade sig vara normalt, liksom arbetssättet i alla kroppssystem. Immunsystemet uppförde sig också lugnt, inga tecken på allergi observerades hos djuren. Histologisk analys efter olika former av vävnader visade inga avvikelser. Forskare har sett till att AmA1-proteinet smälts fullständigt av enzymer i magsaften.
Så metoden för att förbättra potatis som föreslagits av indiska forskare har visat sig vara effektiv och säker. Författarna till PNAS-artikeln tror att denna gen kan användas i andra kulturer.
