Andy Sacks / Getty Images
Kluczowe wnioski
- Aby zmniejszyć liczbę alergenów w żywności, takiej jak pszenica i orzeszki ziemne, naukowcy modyfikują genetycznie kod genetyczny, który tworzy białka alergenne.
- Proces polega na usuwaniu alergennych białek, takich jak te, które zawierają gluten w pszenicy.
- Technologia CRISPR umożliwia naukowcom eliminację alergenów poprzez zmianę kodu genetycznego rośliny.
W Stanach Zjednoczonych jeden na 10 dorosłych i jedno na 13 dzieci ma alergie pokarmowe, a liczba ta tylko rośnie. Nazywana „wielką ósemką” grupa roślin, w tym pszenica, orzeszki ziemne i soja, powoduje 90% alergii pokarmowych. według Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA).
Aby złagodzić ten problem, naukowcy udają się do źródła, modyfikując genetycznie rośliny, aby produkować mniej alergenów.Dr Sachin Rustgi, asystent profesora hodowli molekularnej na Clemson University w Południowej Karolinie, pracuje nad zmniejszeniem zawartości glutenu w pszenicy, aby uczynić ją bardziej jadalną dla osób z celiakią i nadwrażliwością na gluten. Przedstawił wyniki badań swojego zespołu na dorocznym spotkaniu ASA-CSSA-SSSA 2020 w listopadzie.
Dorastając w Indiach, Rustgi wspomina, że ludzie w jego społeczności doświadczali „letniej biegunki” w cieplejszych miesiącach, kiedy ludzie często jedzą chleb pszenny, a nie na bazie kukurydzy. Dopiero niedawno eksperci zaczęli przypisywać to zjawisko powszechnej celiakii i niewrażliwości na gluten. Ma nadzieję, że tworząc hipoalergiczne odmiany pszenicy, ludzie będą mogli pozwolić sobie na spożywanie produktów pszennych bez konieczności kupowania drogich leków.
„Jeśli uda nam się ulepszyć jedzenie, a to pomoże zmniejszyć jakąś dolegliwość, która moim zdaniem jest łatwym rozwiązaniem, a nie faktycznym znalezieniem leków lub czegoś w tym rodzaju, ponieważ to sumuje się z kosztami utrzymania”, mówi Rustgi Verywell .
Dr Hortense Dodo, założyciel i główny naukowiec w IngateyGen, firmie zajmującej się technologią żywności z siedzibą w Północnej Karolinie, od dziesięcioleci pracuje nad stworzeniem hipoalergicznego orzeszka ziemnego. Mówi, że zdaje sobie sprawę, że osoby z alergią na orzeszki ziemne prowadzą „bardzo stresujące życie” i ma nadzieję, że jej praca może złagodzić niektóre wyzwania związane z alergiami pokarmowymi.
„Chcemy mieć pewność, że opracujemy zupełnie nowe rozwiązania, które złagodzą napięcie, straszny strach i emocje w rodzinach, kiedy mają dziecko uczulone na orzeszki ziemne” - mówi Dodo.
Co to oznacza dla Ciebie
Naukowcom udało się stworzyć kilka upraw wolnych od alergenów, które są bezpieczne do spożycia. Jednak te uprawy muszą przejść długie procesy zatwierdzania przez agencje regulacyjne i udowodnić, że są opłacalne na rynkach komercyjnych. Eksperci twierdzą, że kiedy żywność bez alergenów stanie się dostępna w handlu, ważne będzie, aby była odpowiednio oznakowana, aby konsumenci mogli zrozumieć produkt.
Inżynieria bezpieczniejszej instalacji
Kiedy ktoś nie toleruje jedzenia takiego jak orzeszki ziemne, ludzie często mówią, że po prostu ma „alergię na orzeszki ziemne”. Jednak, zdaniem Dodo, tę niewrażliwość można przypisać jednemu lub kilku alergennym białkom rośliny. Na przykład orzeszki ziemne mają 16 białek, które powodują reakcje alergiczne.
Starając się opracować hipoalergiczną roślinę orzeszków ziemnych, zespół badawczy Dodo zastosował technikę edycji genów w celu usunięcia głównych alergenów, chociaż niektóre mniejsze alergeny pozostają.
„Rozpoczęliśmy naszą pracę od głównego alergenu” - mówi Dodo. „Mamy roślinę orzeszków ziemnych, która ma znacznie mniejszą ogólną alergenność”.
We wczesnych próbach genetycznej modyfikacji upraw alergennych wykorzystano technologię zwaną interferencją RNA (RNAi). Technika ta wymaga od naukowców złożenia obcego fragmentu RNA - na przykład z innej rośliny - z kodem genetycznym, który próbują zmodyfikować. Rustgi twierdzi, że jego zespół użył RNAi do namierzenia i usunięcia genu, który działał jako „główny regulator” dla białek glutenu, które wywołują reakcje alergiczne.
Następnie, w 2012 roku, naukowcy wykazali, że narzędzie o nazwie CRISPR-Cas9, znane jako CRISPR, można wykorzystać do wycięcia fragmentu DNA i zmiany kodu w tej sekcji. CRISPR pozwala naukowcom dokładnie określić, które części kodu genetycznego chcą się zmienić i mogą to zrobić bez wprowadzania RNA z ciała obcego.
„CRISPR wprowadził alternatywne wersje genów, dzięki czemu można faktycznie stworzyć mutację punktową” - mówi Rustgi. „To znaczy, że nie wprowadzasz, po prostu zmieniasz to, co istnieje naturalnie”.
Rośliny, które są edytowane przy użyciu CRISPR, mogą również zostać zatwierdzone szybciej niż te, które używają starszej technologii RNAi. „[CRISPR] to potężniejsza i bardziej precyzyjna technologia” - mówi Dodo. „Jeśli chodzi o przepisy, o wiele łatwiej jest wprowadzić produkt na rynek w USA”.
Odwołanie się do Konsumenta
Dla naukowców zajmujących się uprawami rozróżnienie między organizmami zmodyfikowanymi genetycznie (GMO), które wykorzystują importowane informacje genetyczne, a tymi, w których zmieniają się istniejące geny, jest ważne dla przekonania konsumentów, że zmodyfikowana żywność jest bezpieczna. Według ankiety Pew Research Center z 2016 roku 39% respondentów stwierdziło, że żywność modyfikowana genetycznie jest gorsza dla zdrowia, a tylko 10% twierdzi, że taka żywność jest lepsza dla zdrowia.
Rustgi mówi, że chociaż w USA jest wiele osób wrażliwych na gluten, które są skłonne spróbować pszenicy GMO, konsumenci w wielu krajach na całym świecie, szczególnie tych o niższych wskaźnikach alfabetyzacji, mogą być sceptyczni wobec żywności modyfikowanej genetycznie. Ponieważ tak dużo pszenicy uprawianej w Ameryce jest eksportowanych, Rustgi twierdzi, że pszenica antyalergiczna nie okazała się jeszcze opłacalna komercyjnie.
„Nie chcemy zagrozić naszemu eksportowi, mając w rzeczywistości coś, czego nie lubią oglądać ludzie, którzy od nas importują” - mówi Rustgi. „Ponieważ zobaczymy, że coraz więcej osób uczy się czytać w krajach, do których eksportujemy, zobaczymy tę zmianę”.
Na rynku nie ma jeszcze genetycznie modyfikowanej pszenicy. Uzyskanie zgody Food and Drug Administration (FDA) i USDA może być długim i kosztownym procesem, a niektórzy konsumenci mogą mieć błędne przekonanie, że pszenica GMO w rzeczywistości zwiększa wrażliwość na gluten.
Jak wypadają uprawy hipoalergiczne
Badania wskazują, że źródła błonnika pokarmowego są ważne dla budowania i utrzymania silnego mikrobiomu jelitowego. Pożyteczne bakterie i inne gatunki w jelitach żywią się prebiotykami, takimi jak błonnik pszenicy.
Rustgi mówi, że usuwając gluten z pszenicy, roślina traci niewiele lub nie traci żadnej wartości odżywczej. Gluten jest jednak niezbędny do tworzenia struktury i przeżuwalności charakterystycznej dla wielu wypieków.
Gluten składa się z trzech rodzajów białek alergenów. Uważa się, że ten, który jest najważniejszy w pieczeniu, zwany gluteniną wysokocząsteczkową, jest ogólnie bezpieczny dla osób z celiakią i nadwrażliwością na gluten. Usuwając główne alergeny, ale zachowując gluteniny wysokocząsteczkowe w mące, zespół Rustgiego odkrył, że jest hipoalergiczny. mąka dawała podobne wyniki jak niemodyfikowana mąka pszenna.
„Można z niego upiec chleb o rozsądnej jakości - lepszy niż coś wytwarzanego z ryżu” - mówi.
Po trzech latach testów w terenie Dodo twierdzi, że orzeszki ziemne o zmniejszonej zawartości alergenów nie wykazały znaczącej różnicy w smaku ani wzroście w porównaniu z orzeszkami ziemnymi dostępnymi na rynku.
Rustgi i Dodo podkreślają, że kiedy antyalergiczne produkty spożywcze trafią na rynki konsumenckie, wyraźne oznakowanie będzie krytyczne. Zamiast po prostu twierdzić, że różne rodzaje pszenicy lub orzeszków ziemnych są wolne od alergenów, byłoby mylące, mówi Rustgi, ponieważ ludzie muszą dokładnie wiedzieć, jakie białka zawierają żywność, a których brakuje.
Obaj badacze mówią, że mają nadzieję na dalszy rozwój roślin możliwie jak najbardziej zbliżonych do wolnych od alergenów.
„Różne grupy lub różne laboratoria używają różnych narzędzi lub różnych technologii” - mówi Dodo. „Ale myślę, że wszyscy są zainteresowani znalezieniem rozwiązania problemu alergii”.
.jpg)
.jpg)
.jpg)