ابتكر العلماء طماطم وراثيا لزيادة فيتامين د.

قد تكون الطماطم المعدلة وراثيًا لإنتاج فيتامين د ، المعروف أيضًا باسم فيتامين أشعة الشمس ، اختراعًا بسيطًا ومستدامًا لحل مشكلة الصحة العالمية.

استخدم الباحثون التعديل الجيني لإيقاف جزيء معين في جين النبات ، مما أدى إلى زيادة فيتامين D3 في كل من ثمار وأوراق نبات الطماطم. يتم تحويله إلى فيتامين د 3 عن طريق التعرض لضوء الأشعة فوق البنفسجية.

يتكون فيتامين د في أجسامنا بعد تعرض بشرتنا لضوء الأشعة فوق البنفسجية ، لكن المصدر الرئيسي هو الطعام. يمكن أن يساعد هذا المحصول الجديد المدعم بيولوجيًا ملايين الأشخاص الذين يعانون من نقص فيتامين (د) ، وهي مشكلة متنامية مرتبطة بالعديد من الأسباب الرئيسية للسرطان والخرف والوفاة. تظهر الأبحاث أيضًا أنه يرتبط بنقص فيتامين د زيادة الشدة ل عدوى بواسطة Govt-19.

تعتبر الطماطم التي تنتج فيتامين د اختراعًا بسيطًا ومستدامًا لمعالجة المخاوف الصحية العالمية.

تحتوي الطماطم بشكل طبيعي على إحدى اللبنات الأساسية لفيتامين D3 ، والتي تسمى بروفيتامين D3 أو 7-ديهيدروكوليسترول (7-DHC) ، وهي منخفضة جدًا في أوراقها. ومع ذلك ، لا يوجد بروفيتامين D3 بشكل شائع في الطماطم الناضجة.

استخدم العلماء في فريق البروفيسور كاثي مارتن في مركز جون إينيس التعديل الجيني CRISPR-Cas9 لتعديل الشفرة الجينية لنباتات الطماطم ، وبالتالي إضافة فيتامين D3 إلى ثمار الطماطم. تحتوي أوراق النباتات المعدلة على ما يصل إلى 600 ميكروغرام من بروفيتامين D3 لكل جرام من الوزن الجاف. الجرعة اليومية الموصى بها من فيتامين د هي 10 ميكروغرام للبالغين.

عادة ما تكون الأوراق ناتجًا نفايات عند زراعة الطماطم ، ولكن يمكن استخدام تلك الموجودة في النباتات المعدلة لجعل مكملات فيتامين د 3 مناسبة للأطعمة النباتية أو لإغناء الطعام.

قالت البروفيسور كاثي مارتن ، المؤلفة المشاركة للدراسة ، “لقد أظهرنا أن التعديل الجيني يمكن أن يجدد الطماطم مع فيتامين D3 ، مما يعني أنه يمكن تحويل الطماطم إلى مصدر نباتي ومستقر لفيتامين D3”. نشرت في الطبيعة. النباتات.

أربعون في المائة من الأوروبيين يعانون من نقص فيتامين (د) ، وهناك مليار شخص في جميع أنحاء العالم.

درس بحث سابق المسار الكيميائي الحيوي لكيفية استخدام 7-DHC لتكوين جزيئات في الفاكهة ووجد أن إنزيمًا معينًا Sl7-DR2 يتسبب في تحويله إلى جزيئات أخرى.

للاستفادة من ذلك ، استخدم الباحثون CRISPR-Cas 9 لإيقاف إنزيم Sl7-DR2 في الطماطم وإضافة 7DHC إلى ثمار الطماطم.

قاموا بقياس كمية 7-DHC في أوراق وثمار نباتات الطماطم المعدلة ووجدوا زيادة كبيرة في مستويات 7-DHC في كل من أوراق وثمار النبات المعدل.

7-DHC يتراكم في كل من لحم وجلد الطماطم.

اختبر الباحثون ما إذا كان يمكن تحويل 7-dH في النباتات المعدلة إلى فيتامين D3 عن طريق تعريض ضوء الأشعة فوق البنفسجية للأوراق والفاكهة المقطعة لمدة ساعة واحدة. وجدوا أنها فعالة جدا.

بعد العلاج بالضوء فوق البنفسجي لتحويل 7-DHC إلى فيتامين د 3 ، تحتوي حبة طماطم واحدة على ما يعادل بيضتين متوسطتي الحجم أو 28 جرامًا من فيتامين د ، مثل التونة – وكلاهما من المصادر الغذائية الموصى بها لفيتامين د.

تقترح الدراسة أن فيتامين (د) في الفاكهة الناضجة يمكن أن يزداد أكثر عن طريق التعرض لفترات طويلة للأشعة فوق البنفسجية ، على سبيل المثال عند التجفيف في الشمس.

لا يؤثر تثبيط الإنزيم الموجود في الطماطم على نمو نباتات الطماطم أو تطورها أو إنتاجها. النباتات الأخرى وثيقة الصلة مثل الباذنجان والبطاطس والفلفل لها نفس المسار الكيميائي الحيوي ، لذلك يمكن استخدام هذه الطريقة في جميع محاصيل الخضروات هذه.

في وقت سابق من هذا الشهر ، أعلنت حكومة المملكة المتحدة عن مراجعة رسمية لفحص ما إذا كان يجب تقوية الأطعمة والمشروبات بفيتامين د.

تحتوي معظم الأطعمة على نسبة منخفضة من فيتامين (د) وعادة ما تكون النباتات أسوأ المصادر. فيتامين د 3 هو شكل حيوي من فيتامين د ينتج في الجسم عندما يتعرض الجلد لأشعة الشمس. في الشتاء وفي خطوط العرض العليا يحتاج الناس إلى الحصول على فيتامين د من خلال نظامهم الغذائي أو المكملات الغذائية لأن الشمس ليست قوية بما يكفي لكي ينتج الجسم بشكل طبيعي.

كان المؤلف الأول للدراسة د. قال جي لي: “لقد ساعد وباء Govit-19 في تسليط الضوء على نقص فيتامين D وتأثيره على وظائف المناعة والصحة العامة لدينا. هذه أخبار رائعة للناس والعدد المتزايد للأشخاص حول العالم الذين يعانون من نقص فيتامين D.

ملحوظة: مصدر جديد لفيتامين د يكفي لتوفير “الطماطم المقواة بيولوجيًا” لزي لي ، وأوريليا سكارانو ، ونيستور مورا غونزاليز ، وفابيو دورزو ، وياجوان يو ، وكريستيان ناميث ، وغيرهارد سالباخ ​​، وليونيل هيل ، وكارلو دي أوليفيرا Mart ின் nez. وكاثي مارتن ، 23 مايو 2022 ، نباتات طبيعية.
DOI: 10.1038 / s41477-022-01154-6