Indias New Delhis asuva taimede genoomiuuringute riikliku instituudi biotehnoloogid on välja töötanud geneetiliselt muundatud kartulid, mis sisaldavad 60% rohkem valku kui tavalised mugulad
Teravilja taime amarantsi geen aitas neid selles. Teadlaste sõnul päästab nende areng valkude nälga mitte ainult taimetoitlasi.
Märkimisväärne osa meie planeedi elanikkonnast (enam kui miljard inimest) ei ole piisavalt toitunud ja kannatab kõige rohkem valgupuuduse käes. Nagu loomkatsetes ja inimeste vaatlustes on korduvalt näidatud, põhjustab valgu puudus toidus füüsilise ja vaimse arengu viivitust ning võib põhjustada tõsiseid haigusi. Eriti ohtlik on valkude alatoitumus varases eas. Inimkeha, nagu ka teised loomad, suudab sünteesida kehavalkude sünteesiks vajalikust 21 aminohappest ainult 11. Ülejäänud kümme on asendamatud aminohapped, mida inimene peaks toidust saama.
Geneetikud üritavad kogu maailmas toidukultuuride proteiinisisaldust suurendada. Ja miljonite inimeste jaoks, eriti arengumaades, on kartul nende igapäevase toidukoguse alus. Kõigi eeliste jaoks on mugulates vähe valku. Seetõttu loovad paljud teadusrühmad valgurikkaid kartuleid.
Geen, mis on valitud amarandi seast
Valgusisalduse suurendamiseks proovisid teadlased erinevaid geene, kuid need ei sobinud praktiliseks kasutamiseks. India geeniteadlased Riiklikus Taimegenoomi Uuringute Instituudis hankisid ja uurisid transgeenseid kartuleid, millesse oli sisestatud geen AmA1 (Amaranth Albumin 1). See geen saadakse teravilja taimest, kus see täidab olulist funktsiooni - talletab valku seemnetes. AmA1 valk on tasakaalustatud aminohapetega ja WHO on selle toiteväärtuse heaks kiitnud.
India bioloogid Asis Datta juhtimisel on saanud transgeenseid kartuleid seitsmest erineva genotüübiga majanduslikult olulisest sordist. Selleks kanti taime genoomi AmA1 geeni konstruktsioon koos seda aktiveeriva geeniga. Tavapäraselt on siirdamiseks kasutatud agrobaktereid.
Nagu katse näitas, ei erinenud transgeensed kartulitaimed morfoloogiliste omaduste poolest kuidagi tavalistest.
Kartulitele lisatud asendamatud aminohapped
Teadlased leidsid, et geen ekspresseerub suuremal määral mugulates, vähemal määral varres ja väga vähe lehtedes. Mugulates stimuleerib amarantsi geen valkude säilitamist. See määrati lämmastiku hulga ja elektroforeesiga. Erinevates transgeensetes kultivarides suurenes proteiinisisaldus tavapäraste kultivaridega võrreldes 35–60%. Töö autorid märgivad, et varasemate kartulite proteiinisisalduse suurendamise katsed tõid tulemuseks mitte rohkem kui 35%.
Reklaamvideo:
Aminohappeanalüüs näitas, et transgeensetes mugulates on suurenenud mitmete asendamatute aminohapete sisaldus: lüsiin, türosiin ja väävlit sisaldavad aminohapped, mida tavalises kartulis napib. Samuti suurenes asparagiinhappe, glutamiinhappe, arginiini, leutsiini ja isoleutsiini sisaldus. Kõik need muutused on põhjustatud adamandi geeni suurenenud ekspressioonist seemnevarudes.
Bioloogid uurisid, kas kartuli valgu rikastamisega kaasnes ka biomassi suurenemine. See osutus nii: transgeensete taimede maapealsete osade kuivmass ületas kontrolltaimede massi 7–20%. See näitab fotosünteesi intensiivsuse suurenemist. Katse kinnitas, et CO 2 kasutamine transgeensetes taimedes suureneb 27%. Teadlased viitavad sellele, et siin töötab järgmine mehhanism: suurenenud valkude süntees transgeensetes taimedes kahandab vabade aminohapete pakkumist ja see omakorda viib tõhustatud fotosünteesini. Erinevates kliimatingimustes läbi viidud kaheaastastes välikatsetes leidsid India geneetikud, et transgeensete kartulimugulate saak on tavapärasest 15-25% suurem.
Kartul ei kahjustanud rotte
Transgeense kartuli ohutust testiti rottidel, kes sõid seda kolm kuud. Biokeemiline vereanalüüs osutus normaalseks, nagu ka kõigi kehasüsteemide tööseisund. Ka immuunsussüsteem käitus rahulikult, loomadel allergia märke ei täheldatud. Erinevate kudede surmajärgne histoloogiline analüüs ei näidanud mingeid kõrvalekaldeid. Teadlased on veendunud, et AmA1 valku lagundavad maomahlas olevad ensüümid täielikult.
Nii et India teadlaste pakutud kartuli parandamise meetod on osutunud tõhusaks ja ohutuks. PNAS-i artikli autorid usuvad, et seda geeni saab kasutada ka teistes kultuurides.
