Επιστήμονες μετέτρεψαν ένα φυτό σε βιολογικό εργοστάσιο παραγωγής συμπληρωμάτων διατροφής.
Αντιμετωπίζοντας την πρόκληση της έλλειψης θρεπτικών συστατικών σε ορισμένα τρόφιμα, οι επιστήμονες στρέφονται προς νέες λύσεις, πέρα από τη συμβατική συμπλήρωση βιταμινών και τον εμπλουτισμό τους.
Μία από αυτές τις λύσεις είναι η «βιοενίσχυση», δηλαδή η ενίσχυση των θρεπτικών συστατικών απευθείας στις καλλιέργειες μέσω βελτιωμένων καλλιεργητικών μεθόδων ή γενετικής τροποποίησης. Στο πλαίσιο αυτής της προσέγγισης, μια ομάδα επιστημόνων ανέπτυξε μια νέα ποικιλία χρυσού μαρουλιού που περιέχει πολύ υψηλότερες ποσότητες β-καροτίνης, η οποία είναι πρόδρομη ουσία της βιταμίνης Α.
Παράλληλα, σε μια άλλη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό ACS Journal of Agricultural and Food Chemistry, ερευνητές ανέπτυξαν μια μέθοδο για την παραγωγή κρεατίνης, καρνοσίνης και ταυρίνης μέσα σε ένα φυτό. Το σύστημα επιτρέπει την εύκολη στοίβαξη διαφορετικών συνθετικών μονάδων μεταξύ τους για την ενίσχυση της παραγωγής.
Χρησιμοποιώντας ένα εξειδικευμένο βακτήριο, οι επιστήμονες μετέφεραν οδηγίες DNA για κάθε είδους αμινοξέα, πεπτίδια, πρωτεΐνες ή άλλα μόρια σε κύτταρα διαφόρων φυτών. Η τεχνολογία αυτή βοήθησε στη δημιουργία ενός φυτού με πεπτιδικά συστατικά που μειώνουν την απώλεια οστών, για παράδειγμα.
Αλλά όταν πρόκειται για πιο σύνθετες ενώσεις, οι μεταφερόμενες οδηγίες DNA θα μπορούσαν να μεταβάλουν τον φυσικό μεταβολισμό του ξενιστή αρκετά ώστε τελικά να μειωθεί η παραγωγή του επιθυμητού προϊόντος. Οι επιστήμονες θέλησαν να αντιμετωπίσουν αυτό το ζήτημα εισάγοντας οδηγίες με τη μορφή συνθετικών μονάδων που δεν κωδικοποιούσαν μόνο το επιθυμητό προϊόν, αλλά και τα μόρια που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του.
Ήλπιζαν να αυξήσουν την απόδοση τριών επιθυμητών θρεπτικών συστατικών: Κρεατίνης, καρνοσίνης και ταυρίνης. Γι αυτό το σκοπό, η ομάδα έθεσε τις ανταλλάξιμες συνθετικές ενότητες σε δοκιμή στη Nicotiana benthamiana, ένα φυτό που μοιάζει με τον καπνό και χρησιμοποιείται ως πρότυπος οργανισμός σε εφαρμογές συνθετικής βιολογίας.
Η μονάδα κρεατίνης που περιείχε τα δύο γονίδια για τη σύνθεση κρεατίνης είχε ως αποτέλεσμα 2,3 μικρογραμμάρια του πεπτιδίου ανά γραμμάριο φυτικού υλικού, ενώ το πεπτίδιο καρνοσίνης παράχθηκε με τη χρήση μιας μονάδας για την καρνοσίνη και μιας άλλης μονάδας για ένα από τα δύο αμινοξέα που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία του πεπτιδίου, τη β-αλανίνη.
Αν και η β-αλανίνη βρίσκεται φυσικά στη N. benthamiana, είναι σε μικρές ποσότητες, οπότε η στοίβαξη των μονάδων μαζί αύξησε την παραγωγή καρνοσίνης κατά 3,8 φορές.
Παραδόξως, για την ταυρίνη, η προσέγγιση με διπλή μονάδα ήταν ανεπιτυχής για τη δημιουργία του αμινοξέος. Αντ’ αυτού, σημειώθηκε μεγαλύτερη διαταραχή του μεταβολισμού και παρήχθη ελάχιστη ταυρίνη καθώς το φυτό προσπαθούσε να επαναφέρει τα πράγματα σε τάξη.
Συνοπτικά, η εργασία αυτή δείχνει ένα αποτελεσματικό πλαίσιο για την παραγωγή ορισμένων από τα πολύπλοκα θρεπτικά συστατικά που συνήθως συναντώνται στα ζώα σε ένα ζωντανό φυτικό σύστημα.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι μελλοντικές έρευνες θα μπορούσαν να εφαρμόσουν αυτή τη μέθοδο σε βρώσιμα φυτά, όπως φρούτα ή λαχανικά, αντί μόνο των φύλλων, ή σε άλλα φυτά που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως βιο-εργοστάσια για τη βιώσιμη παραγωγή αυτών των θρεπτικών συστατικών.
Ακολουθήστε το Cibum 
