Biotehnologi z Nacionalnega inštituta za raziskovanje genom rastlin v New Delhiju v Indiji so razvili gensko spremenjeni krompir, ki vsebuje 60% več beljakovin kot navadni gomolji
Pri tem jim je pomagal gen žitne rastline amarant. Po mnenju znanstvenikov njihov razvoj ne bo rešil samo vegetarijancev pred beljakovinskim stradanjem.
Precejšen del prebivalstva našega planeta (več kot milijarda ljudi) nima ustrezne prehrane in najbolj trpi zaradi pomanjkanja beljakovin. Kot je bilo že večkrat prikazano v poskusih na živalih in v opazovanjih na ljudeh, pomanjkanje beljakovin v prehrani povzroči zamudo v telesnem in duševnem razvoju in lahko izzove resne bolezni. Podhranjenost z beljakovinami v zgodnji starosti je še posebej nevarna. Človeško telo tako kot druge živali lahko sintetizira le 11 od 21 aminokislin, potrebnih za sintezo telesnih beljakovin. Preostalih deset so esencialne aminokisline, ki bi jih človek moral dobiti iz hrane.
Genetika poskuša povečati vsebnost beljakovin v živilskih kulturah po vsem svetu. In za milijone ljudi, zlasti v državah v razvoju, je krompir osnova njihove vsakodnevne prehrane. Zaradi vseh svojih prednosti je v gomoljih malo beljakovin. Zato številne znanstvene skupine ustvarjajo krompir, bogat z beljakovinami.
Gen izbran iz amaranta
Za povečanje vsebnosti beljakovin so znanstveniki preizkusili različne gene, vendar niso bili primerni za praktično uporabo. Indijski genetiki z Nacionalnega inštituta za raziskovanje rastlinskih genomov so pridobili in preučevali transgeni krompir z vstavljenim genom AmA1 (Amaranth Albumin 1). Ta gen se pridobiva iz zrna rastline amarant, kjer opravlja pomembno funkcijo - v semenih hrani beljakovine. AmA1 beljakovine so aminokislinsko uravnotežene in jih je WHO odobrila zaradi prehranske vrednosti.
Indijski biologi, ki jih vodi Asis Datta, so dobili transgeni krompir iz sedmih gospodarsko pomembnih sort z različnimi genotipi. V ta namen je bil konstrukt gena AmA1 v kombinaciji z genom, ki ga aktivira, prenesen v rastlinski genom. Agrobakterije se tradicionalno uporabljajo za prenos.
Kot je pokazal eksperiment, se transgene rastline krompirja po morfoloških značilnostih v ničemer niso razlikovale od navadnih.
Esencialne aminokisline, dodane krompirju
Znanstveniki so ugotovili, da se gen v večji meri izraža v gomoljih, v manjši meri v steblu in zelo malo v listih. V gomoljih gen amaranta spodbuja skladiščenje beljakovin. Določalo ga je količina dušika in elektroforeza. V različnih transgenih kultivarjih se je vsebnost beljakovin povečala za 35-60% v primerjavi s klasičnimi kultivarji. Avtorji dela ugotavljajo, da so prejšnji poskusi povečanja vsebnosti beljakovin v krompirju povzročili ne več kot 35% povečanje.
Promocijski video:
Analiza aminokislin je pokazala, da imajo transgeni gomolji povečano vsebnost več esencialnih aminokislin: lizina, tirozina in aminokislin, ki vsebujejo žveplo, ki jih v navadnem krompirju primanjkuje. Povečala se je tudi vsebnost asparaginske kisline, glutaminske kisline, arginina, levcina in izolevcina. Vse te spremembe povzročajo povečana ekspresija adamantnega gena za zaloge semen.
Biologi so pogledali, ali bogatenje beljakovin krompirja spremlja povečanje biomase. Izkazalo se je tako: suha teža prizemnih delov transgenih rastlin je za 7–20% presegla težo rastlin. To kaže na povečanje intenzivnosti fotosinteze. Poskus je potrdil, da se poraba CO 2 v transgenih rastlinah poveča za 27%. Znanstveniki predlagajo, da tukaj deluje naslednji mehanizem: povečana sinteza beljakovin v transgenih rastlinah izčrpa oskrbo s prostimi aminokislinami, kar posledično vodi v okrepljeno fotosintezo. Indijski genetiki so v dvoletnih terenskih poskusih, izvedenih v različnih podnebnih razmerah, ugotovili, da je pridelek transgenih gomoljev krompirja za 15-25% večji kot običajno.
Krompir podgane ni škodoval
Transgeni krompir je bil testiran na varnosti na podganah, ki so ga pojedle tri mesece. Biokemični krvni test se je izkazal kot normalen, prav tako pa tudi stanje dela vseh telesnih sistemov. Tudi imunski sistem se je obnašal mirno, pri živalih niso opazili nobenih znakov alergije. Postmortem histološka analiza različnih tkiv ni pokazala nobenih nepravilnosti. Znanstveniki so poskrbeli, da se protein AmA1 v celoti prebavi z encimi v želodčnem soku.
Tako je metoda za izboljšanje krompirja, ki so jo predlagali indijski znanstveniki, dokazana kot učinkovita in varna. Avtorji članka PNAS menijo, da je ta gen mogoče uporabiti tudi v drugih kulturah.