Biotehnolozi iz Nacionalnog instituta za istraživanje biljnog genoma u New Delhiju u Indiji razvili su genetski modificirani krumpir koji sadrži 60% više proteina od običnih gomolja
U tome im je pomogao gen amaranta biljke žitarica. Prema znanstvenicima, njihov će razvoj spasiti ne samo vegetarijance od proteinske gladi.
Značajan dio stanovništva našeg planeta (više od milijardu ljudi) nema odgovarajuću prehranu i najviše pati od nedostatka proteina. Kao što je više puta pokazano u pokusima na životinjama i u ljudskim promatranjima, nedostatak bjelančevina u prehrani uzrokuje zastoj u fizičkom i mentalnom razvoju i može izazvati ozbiljne bolesti. Pothranjenost bjelančevinama u ranoj dobi posebno je opasna. Ljudsko tijelo, kao i druge životinje, može sintetizirati samo 11 od 21 aminokiseline potrebne za sintezu tjelesnih proteina. Preostalih deset su esencijalne aminokiseline koje bi osoba trebala dobiti iz hrane.
Genetika pokušava povećati udio bjelančevina u prehrambenim kulturama u cijelom svijetu. A za milijune ljudi, posebno u zemljama u razvoju, krumpir je osnova njihove svakodnevne prehrane. Zbog svih svojih prednosti, u gomoljima je malo proteina. Stoga mnoge znanstvene skupine stvaraju krumpir bogat proteinima.
Gen odabran od amaranta
Kako bi povećali sadržaj proteina, znanstvenici su isprobavali različite gene, ali oni nisu bili prikladni za praktičnu upotrebu. Indijski genetičari iz Nacionalnog instituta za istraživanje biljnog genoma dobili su i proučavali transgeni krumpir s umetnutim genom AmA1 (Amaranth Albumin 1). Ovaj gen dobiven je iz amaran biljke žitarica, gdje obavlja važnu funkciju - pohranjuje bjelančevine u sjemenkama. AmA1 protein je aminokiselinsko izbalansiran i odobren je od strane WHO kao prehrambene vrijednosti.
Indijski biolozi pod vodstvom Asis Datta dobivali su transgeni krumpir iz sedam ekonomski važnih sorti različitih genotipova. Da bi se to postiglo, konstrukt gena AmA1 u kombinaciji s genom koji ga aktivira je prebačen u biljni genom. Agrobakterije se tradicionalno koriste za prijenos.
Kao što je pokazao eksperiment, transgenične biljke krumpira nisu se ni na koji način razlikovale od običnih biljaka po morfološkim karakteristikama.
Esencijalne aminokiseline dodane u krumpir
Znanstvenici su otkrili da se gen u većoj mjeri izražava u gomoljima, u manjoj mjeri u stabljici i vrlo malo u lišću. U gomoljima gen amaranta potiče skladištenje proteina. Određena je količinom dušika i elektroforezom. U različitim transgeničkim kultivarima udio proteina se povećao za 35-60% u usporedbi s konvencionalnim kultivarima. Autori rada napominju da su prethodni pokušaji povećanja sadržaja proteina u krumpiru rezultirali s ne više od 35%.
Promotivni video:
Analiza aminokiselina pokazala je da transgeni gomolji imaju povećani sadržaj nekoliko esencijalnih aminokiselina: lizina, tirozina i aminokiselina koje sadrže sumpor, a kojih nema u običnom krumpiru. Povećao se i sadržaj asparaginske kiseline, glutaminske kiseline, arginina, leucina i izolevcina. Sve ove promjene uzrokovane su pojačanom ekspresijom adamantnog gena za zalihe sjemena.
Biolozi su pogledali je li obogaćivanje proteina krumpirom popraćeno povećanjem biomase. Pokazalo se da je tako: suha težina zemaljskih dijelova transgenih biljaka premašila je težinu kontrolnih biljaka za 7–20%. To ukazuje na povećanje intenziteta fotosinteze. Eksperiment je potvrdio da se upotreba CO 2 od transgenih biljaka povećava za 27%. Znanstvenici predlažu da ovdje djeluje sljedeći mehanizam: povećana sinteza proteina u transgenim biljkama troši zalihe slobodnih aminokiselina, a to zauzvrat dovodi do pojačane fotosinteze. U dvogodišnjim terenskim eksperimentima provedenim u različitim klimatskim uvjetima indijski genetičari otkrili su da je prinos transgenih gomolja krumpira za 15-25% veći nego inače.
Krompir nije nanio štete štakorima
Transgeni krumpir testiran je na sigurnost štakora koji su ga jeli tri mjeseca. Biokemijski test krvi pokazao se kao normalan, kao i stanje rada svih tjelesnih sustava. Imunološki se sustav također ponašao mirno, kod životinja nisu primijećeni znakovi alergije. Postmortemska histološka analiza različitih tkiva nije pokazala abnormalnosti. Znanstvenici su se pobrinuli da se protein AmA1 u potpunosti probavi enzimima u želučanom soku.
Tako je pokazana metoda poboljšanja krumpira koju su predložili indijski znanstvenici učinkovita i sigurna. Autori članka PNAS vjeruju da se ovaj gen može upotrijebiti u drugim kulturama.