Ученые генетически изменили салат-латук, сделав его золотого цвета с повышенным количеством витаминов

Ученые генетически модифицировали особый «золотой салат», который содержит значительно больше витамина А — питательного вещества, необходимого для иммунной системы, зрения, роста и развития. Мало того, что сам продукт может обеспечить потребителей важнейшим питательным веществом, этот же подход может быть использован в будущем для улучшения здоровья других овощей.

После пятикратного увеличения содержания этого соединения в родственном табаку растении Nicotiana benthamiana, команда под руководством ученых из Валенсийского политехнического университета (UPV) в Испании изменила генетический состав салата (Lactuca sativa), чтобы увеличить содержание в нем бета-каротина — соединения красно-оранжевого цвета, которое в организме человека превращается в витамин А.

Обычно он хранится в крошечных зеленых «солнечных батареях», обеспечивающих фотосинтез, известных как хлоропласты, поэтому увеличение запасов бета-каротина в растении привело бы к сбоям. Чтобы не нарушить естественные процессы фотосинтеза, необходимые салату для жизни и роста, исследователям пришлось применить нестандартный подход.

«Листья нуждаются в каротиноидах, таких как бета-каротин, в фотосинтетических комплексах хлоропластов для их правильного функционирования, — говорит молекулярный биолог Мануэль Родригес Консепсьон из UPV. — Когда в хлоропластах вырабатывается слишком много или слишком мало бета-каротина, они перестают функционировать, и листья в итоге погибают».

«Наша работа позволила успешно производить и накапливать бета-каротин в клеточных отсеках, где он обычно не содержится, благодаря сочетанию биотехнологических методов и обработки высокой интенсивностью света», — добавил он.

Часть дополнительного бета-каротина хранилась в цитозоле — жидкой части клеток листа. Еще большее количество этого соединения было получено путем преобразования некоторых хлоропластов в хромопласты (или пигментные лунки) — с помощью введения гена бактериального фермента crtB, способного накапливать еще больше бета-каротина.

Помимо генетических модификаций, растения также подвергались высокоинтенсивному освещению, что привело к появлению внутри салата большего количества жиронакопителей, известных как пластоглобулы.

«Стимулирование образования и развития пластоглобул с помощью молекулярных технологий и интенсивной обработки светом не только увеличивает накопление бета-каротина, но и его биодоступность», — говорит молекулярный биолог Лука Морелли из UPV.

Улучшение биодоступности запасов бета-каротина в салате повышает его доступность в кишечнике, где он преобразуется в витамин А. Весь дополнительный бета-каротин, который в изобилии содержится в моркови и тыкве, делает салат желтым, отсюда и название, которое дали ему исследователи.

Исследование, проведенное в 2023 году, показало, что от дефицита витамина А страдают сотни миллионов развивающихся организмов по всему миру. Поиск новых способов обновления рациона большего числа людей имеет решающее значение для ограничения последствий плохого питания.

«Дефицит микроэлементов, также известный как скрытый голод, по-прежнему является серьезной проблемой во многих странах, — пишут исследователи в своей опубликованной работе. — В частности, дефицит витамина А вызывает ксерофтальмию и может привести к другим проблемам со здоровьем и даже к смерти, от которой страдают дети из недоедающих групп населения по всему миру».

Ранее доктор Тайлер Венцель из Университета Саскачевана (USask) разработал инновационный метод создания миниатюрного мозга из стволовых клеток. Созданный Венцелем «мини-мозг» может произвести революцию в диагностике и лечении болезни Альцгеймера и других заболеваний, связанных с мозгом.