Objav v genetickom inžinierstve zvyšuje obsah oleja v semenách o 18 %
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 30. 11. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Rastlinné oleje majú široké využitie a hrajú dôležitú úlohu vo všetkých oblastiach, od spracovania potravín, cez výrobu parfumov, až po výrobu biopalív. Keďže sa očakáva, že dopyt sa bude len zvyšovať, tím vedcov v Singapure preukázal prelomový spôsob, ako zvýšiť výťažok oleja z rastlín pomocou genetického inžinierstva, čo by mohlo zvýšiť ich produkciu až o 18 %.
Prácu vykonali vedci zo Singapurskej technologickej univerzity Nanyang (NTU) a vychádza z existujúcich poznatkov o spôsobe tvorby oleja v semenách rastlín a jedlých orechoch. Už desaťročia je známe, že dôležitú úlohu pri hromadení olejov v tejto súvislosti zohráva proteín s názvom Wrinkled1 (WRI1), ale tímu z NTU sa po prvýkrát podarilo zobraziť molekulárnu štruktúru tohto proteínu.
Vďaka tomuto novému, podrobnému pochopeniu proteínu a spôsobu, akým sa viaže na DNA rastliny, aby reguloval akumuláciu oleja v jej semenách, mohol tím vykonať niektoré úpravy. Cieľom genetických modifikácií tímu bolo zlepšiť schopnosť proteínu viazať sa na DNA a verzie, ktoré vytvorili, dokázali túto schopnosť desaťnásobne zvýšiť, čo následne zvýšilo obsah oleja v semenách.
„Možnosť presne vidieť, ako WRI1 vyzerá a ako sa viaže na DNA, ktorá je zodpovedná za produkciu oleja v rastline, bola kľúčom k pochopeniu celého procesu,“ povedal docent Gao Yonggui, autor štúdie. „WRI1 je základný regulátor, ktorý informuje rastlinu o tom, koľko oleja má uložiť do semien. Keď sa nám podarilo vizualizovať „zámok“, potom sme skonštruovali „kľúč“, ktorý dokáže odomknúť potenciál WRI1“.
Experimenty zahŕňali vstrekovanie modifikovaných proteínov WRI1 do listov rastlín Nicotiana benthamiana, ktoré zvýšili hladinu potravinového lipidu nazývaného ako triacylglycerol. V následných experimentoch bola rovnakým spôsobom ošetrená aj modelová rastlina Arabidopsis thaliana, ktorej semená obsah oleja zvýšili o 15 až 18 % v porovnaní s kontrolnými vzorkami. Vedci tvrdia, že potomstvo tejto modifikovanej rastliny by malo rovnaký modifikovaný proteín WRI1 a v dôsledku toho by produkovalo viac oleja.
„Vieme, že WRI1 je proteín, ktorý sa viaže na sekvenciu DNA rastliny a spúšťa špecifický reťazec inštrukcií, ktorý reguluje akumuláciu olejov v semenách,“ vysvetlil docent Ma Wei, autor štúdie. „Čím silnejšia je väzba, tým viac oleja rastlina koncentruje vo svojich semenách. Preto sme sa rozhodli vylepšiť túto časť WRI1, ktorá sa viaže na svoju cieľovú DNA, a ktorá je vysoko konzervovaná v mnohých semenných rastlinách. To, že je vysoko konzervovaná, znamená, že mnoho druhov rastlín bude mať presne ten istý mechanizmus, ktorý sa dá modifikovať. Takže by sme v budúcnosti mali byť schopní našu modifikáciu na zvýšenie výťažnosti oleja ľahko preniesť na mnoho rôznych druhov plodín“.
Plodiny, ktoré produkujú veľké množstvá rastlinného oleja, ako napríklad sója, slnečnica a repka, sa už môžu pochváliť vysokým percentom oleja vo svojich semenách, takže typy výnosov, ktoré sa preukázali v experimentoch vedcov, sú významné. Ide o prelomový objav, ktorý by mohol pomôcť posilniť potravinovú bezpečnosť zvýšením výživovej hodnoty niektorých potravín a zároveň znížiť zaťaženie poľnohospodárstva.
„Keď dokážeme zvýšiť obsah tuku v jedlých semenách a orechoch, človek môže zjesť menšie množstvo, ale stále sa cíti sýty vďaka zvýšeniu množstva prijatých kalórií,“ povedal profesor William Chen, riaditeľ programu Food Science & Technology na NTU, ktorý sa na štúdii nepodieľal. „Takže namiesto pestovania väčšieho množstva plodín, aby sme nasýtili viac ľudí, by sme sa mali zaoberať aj metódami, pri ktorých majú pestované plodiny viac kalórií a výživných látok, aby rovnaké množstvo potravín mohlo nasýtiť viac ľudí“.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Science Advances.
