Spicy Tomato: Brazylijscy naukowcy są inżynierią genetyczną

Między ostrymi arrabbiata sos i gorące czerwone curry, trudno byłoby znaleźć danie z pomidorów, które nie jest smaczniejsze przy odrobinie ciepła. Klasyczna kombinacja zwykle polega na wrzuceniu kilku papryczek do niektórych befsztyków lub śliwek, ale może się to zmienić, jeśli projekt zaproponowany przez zespół brazylijskich naukowców uzyska zielone światło. Jak twierdzą w artykule opinii w Trendy w nauce roślin w poniedziałek nadszedł czas na genetycznie zmodyfikowane pikantny pomidor.

Wraz z papierem zespół ogłasza zamiar zaprojektowania jednego, ale serwowanie dań gorących nie jest jego głównym celem. Kapsaicynoidy, korzenne związki w papryce, są wartościowe pod względem odżywczym i przydatne dla przemysłu, takiego jak farmaceutyki i broń, ale papryki są bardzo trudne do uprawy na dużą skalę. Tymczasem pomidory to niezawodny plon. Połączenie tych dwóch może dać roślinę użyteczną przemysłowo - i rzucić światło na słabo poznany aspekt biologii papryki.

„Pomyśleliśmy, że byłoby fajnie, gdybyśmy mogli połączyć je w jedną linię badawczą” - mówi starszy autor Agustín Zsögön, fizjolog roślin z Federalnego Uniwersytetu Viçosa w Brazylii Odwrotność.

Pomidory i papryka zawierająca kapsaicynę, obie części rodziny Solanaceae, dzieliły ewolucyjnego przodka do około 19 milionów lat temu. Rozłam stworzył słodko-cierpkie pomidory, które znamy dzisiaj, a także ich pikantne kuzyny, papryczki chili, które opracowały kapsaicynoidy do karania drapieżników. Pomidory nadal niosą geny, które produkują kapsaicynoidy w papryczkach chili, tylko są uśpione. Ale ponieważ mamy teraz precyzyjne narzędzia do edycji genów, takie jak CRISPR-Cas9, zespół twierdzi, że te geny nie muszą milczeć.

Gdyby naukowcy mogli zaprojektować niezawodnie rosnącą roślinę pomidora, która produkuje ładunki kapsaicynoidów, byłaby cenna zarówno w kuchni, jak i poza nią. Capsicum owoce, jak zauważają autorzy, mają wysoki poziom witamin A i C, a cząsteczki kapsaicynoidów mają właściwości przeciwzapalne, przeciwutleniające, przeciwnowotworowe i zmniejszające masę ciała. Czysta kapsaicyna jest również stosowana w sprayu pieprzowym.

Zsögön i jego koledzy, których zainteresowanie pomidorami i papryką wynika z faktu, że są to tradycyjne uprawy w Ameryce Południowej, opublikowali niedawno artykuł w Biotechnologia przyrody pokazując, jak „udomowić” dzikiego pomidora, używając tylko edycji genów. Podczas gdy dzisiejsze duże, czerwone, bogate w składniki odżywcze pomidory są wynikiem wielu pokoleń selektywnej hodowli, Zsögön i jego zespół wiedzieli wystarczająco dużo o genomie pomidora, który wykorzystali CRISPR-Cas9, aby uzyskać ten sam efekt w jednym kroku. Mając za zadanie zaprojektowanie pikantnego pomidora, mają nadzieję ukończyć Capsicum genom, pomagając naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób papryka chili ma ciepło.

„Biosynteza kapsaicynoidów jest dość złożoną ścieżką i nie jest wystarczająco zrozumiała”, wyjaśnia Zsögön. „Przez wiele lat święty Graal był enzymem kontrolującym ostatni biochemiczny etap szlaku, zwany syntazą kapsaicyny. Po wielu wysiłkach gen kodujący ten enzym został ostatecznie zidentyfikowany. Zmienność sekwencji tego genu jest przyczyną różnic między gorącą a słodką papryką. ”

Dzięki temu nowemu projektowi Zsögön i jego zespół mają nadzieję wypełnić to, czego naukowcy wciąż nie wiedzą o produkcji kapsaicynoidów. „Na przykład wciąż nie potrafimy wyjaśnić, dlaczego niektóre odmiany pieprzu są gorętsze od innych”, mówi.

Jeśli zespół z powodzeniem opracuje pikantny pomidor, jak piszą autorzy badania, stanowiłby on „ważny dowód koncepcji, który mógłby zostać rozszerzony na produkcję innych wartościowych metabolitów w pomidorach w przyszłości”. Innymi słowy, pomidory mogą udowodnić być ważnym nośnikiem dla innych związków, takich jak biksyna (czerwonawa substancja chemiczna stosowana w kosmetykach) i beta-karoten, ważny przeciwutleniacz.

Byłoby to oczywiście mile widziane uzupełnienie wielu kuchni. „Prawdopodobnie użyłbym go do zrobienia gorącego guacamole” - mówi Zsögön. "Kocham meksykańskie jedzenie."