Учёные создали сорт риса с высокой стабильностью фолатов
Исследователи из Гентского университета стабилизировали фолаты в биообогащённом рисе, чтобы предотвратить их деградацию при длительном хранении. Они использовали две стратегии: связывание фолатов с фолат-связывающими белками и удлинение "хвоста" молекул фолата. Эти подходы могут помочь в борьбе с серьёзными проблемами здоровья, вызванными дефицитом фолатов в развивающихся странах.
Человеческий организм не может синтезировать витамин B9 (фолат). Взрослым необходимо около 400 мкг фолатов в день, а беременным женщинам — 600 мкг. Фолаты содержатся в зелёных листовых овощах и бобовых, но большинство основных сельхозкультур, таких как рис и другие злаки, содержат очень мало этого витамина.
Недостаточное потребление фолатов может привести к анемии, а у беременных женщин — к нарушению развития нервной трубки эмбриона, что часто вызывает расщепление позвоночника (spina bifida). Дефицит также связан с болезнью Альцгеймера, сердечно-сосудистыми заболеваниями и некоторыми видами рака. Поскольку рис, потребляемый половиной населения мира как основной источник энергии, содержит мало фолатов, их дефицит широко распространён в развивающихся странах.
Нестабильные молекулы
Витамины — нестабильные молекулы, легко разрушающиеся под действием кислорода, света, влаги, повышенных температур и изменений кислотности. В биообогащённой кукурузе, например, уровень провитамина А падает на 70% после шести месяцев хранения. Эти проблемы усугубляются в условиях жаркого и влажного климата.
В 2007 году команда под руководством профессора Доминика Ван Дер Стратена создала первые линии риса с уровнем фолатов в 100 раз выше, чем в обычном рисе, с помощью метаболической инженерии. Однако новое исследование показало, что около половины фолатов в этих линиях деградирует через полгода.
Две стратегии стабилизации
Для решения проблемы учёные разработали новый прототип риса, в котором содержание фолатов остаётся стабильным при длительном хранении.
- Связывание с белком: В зерно риса был внедрён синтетический ген на основе фолат-связывающего белка из коровьего молока. Этот белок, как и у млекопитающих, защищает фолат от деградации.
- Удлинение "хвоста" молекулы: Стимулировался последний этап производства фолата, что удлиняет его молекулярную цепь. Это улучшает удержание в клетке и связывание с зависимыми от фолата белками.
Новые генетические комбинации не только стабилизировали фолаты, но и повысили их уровень до 150 раз по сравнению с обычным рисом. Все использованные гены расположены на едином фрагменте ДНК, что упрощает их перенос в съедобные сорта риса и комбинирование с другими полезными признаками (например, повышенным содержанием железа). Технология применима и к другим культурам — как злаковым (пшеница, сорго), так и незлаковым (картофель, банан).
Исследование, опубликованное в журнале Nature Biotechnology, подчёркивает важность учёта стабильности витаминов в программах биообогащения и предлагает решение, которое можно адаптировать для других культур и витаминов.