"Λύση" στην αναιμία με γενετικώς μεταλλαγμένα καλλιεργήσιμα προϊόντα;

Ερευνητές από το John Innes Center χρησιμοποίησαν έναν πρόσφατα διαθέσιμο χάρτη του γονιδιώματος του αρακά, για να προσδιορίσουν την υποκείμενη γενετική αλληλουχία που είναι υπεύθυνη για δύο μεταλλάξεις με υψηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο στον τελικό καρπό.

Η καθηγήτρια Janneke Balk, επικεφαλής της ομάδας στο John Innes Center και επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας, είπε: “Υπάρχουν πολλές ενδιαφέρουσες ευκαιρίες που προκύπτουν από αυτήν την έρευνα, αλλά πιθανώς το πιο συναρπαστικό αποτέλεσμα είναι ότι η γνώση αυτών των μεταλλάξεων θα μπορούσε να οδηγήσει σε επεξεργασίες γονιδίων για αύξηση του σιδήρου σε ένα ευρύ φάσμα καλλιεργειών”.

Η ανακάλυψη μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση του επίμονου προβλήματος της έλλειψης σιδήρου, ενός διατροφικού ζητήματος υγείας που επηρεάζει ιδιαίτερα τα κορίτσια και τις γυναίκες σε όλο τον κόσμο. Αυτό το πρόβλημα είναι πιθανό να επιδεινωθεί καθώς οι άνθρωποι τρώνε λιγότερο κρέας λόγω ανησυχιών για την κλιματική αλλαγή.

Θεμελιώδης λύση για τη σιδηροπενική αναιμία

Η σιδηροπενική αναιμία είναι μια κατάσταση όπου η έλλειψη σιδήρου στο σώμα οδηγεί σε μείωση του αριθμού των ερυθρών αιμοσφαιρίων που βοηθούν στην αποθήκευση και μεταφορά οξυγόνου.

Τα βασικά τρόφιμα, όπως το αλεύρι σίτου και τα δημητριακά, εμπλουτίζονται τακτικά για να διασφαλιστεί ότι καταναλώνουμε αρκετό σίδηρο κάθε μέρα για να αποτρέψουμε αυτό το σημαντικό διατροφικό έλλειμμα.

Για να κάνουν την ανακάλυψη, οι ερευνητές του John Innes Center χρησιμοποίησαν μια τεχνική αλληλουχίας RNA που αναζητά εκείνα τα γονίδια στα φυτά μπιζελιού με υψηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο και τα συγκρίνει με φυτά άγριου τύπου που έχουν φυσιολογικά επίπεδα σιδήρου.

Χρησιμοποιώντας τεχνικές υπολογιστικής χαρτογράφησης και πειράματα φυτών, η ομάδα της ομάδας της δρ. Balk εντόπισε τις ακριβείς μεταλλάξεις και τις θέσεις τους στο γονιδίωμα του μπιζελιού.

Εντοπίζοντας τις μικρές αλλαγές στον γενετικό κώδικα που προκαλούν αυτούς τους φαινοτύπους υψηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο, η έρευνα ανοίγει νέες ευκαιρίες για βιοενίσχυση της θρεπτικότητας των καλλιεργήσιμων τροφίμων.

Πιθανές εμπορικές εφαρμογές περιλαμβάνουν την αναπαραγωγή βλαστών μπιζελιού με 10 φορές περισσότερο σίδηρο ή συμπληρώματα με μια φυσική, πιο βιοδιαθέσιμη μορφή σιδήρου χωρίς ορισμένες από τις παρενέργειες που σχετίζονται με συμπληρώματα σιδήρου που προέρχονται από χημικά.

Ακόμη πιο συναρπαστικό είναι ότι αυτή η γνώση αυτών των γονιδίων θα μπορούσε να βοηθήσει στη βιοενίσχυση και άλλων καλλιεργειών όπως το σιτάρι και το κριθάρι, χρησιμοποιώντας επεξεργασία γονιδίων και άλλες σύγχρονες τεχνικές αναπαραγωγής.

Ένα μακροχρόνιο επιστημονικό μυστήριο

Οι δύο ποικιλίες μπιζελιού με υψηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο ήταν κρίσιμες στην έρευνα τα τελευταία 30 χρόνια για την καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά μεταφέρουν τον σίδηρο από τις ρίζες και τον καθιστούν διαθέσιμο σε άλλα όργανα, συμπεριλαμβανομένων των καρπών τους.

Τα φυτά πρέπει να ρυθμίζουν την πρόσληψη σιδήρου γιατί η υπερβολική ποσότητα είναι θανατηφόρα γι' αυτά. Οι μεταλλάξεις που εντοπίστηκαν είναι πολύτιμες επειδή διατηρούν υψηλά επίπεδα συσσώρευσης σιδήρου αλλά όχι τόσο υψηλά ώστε ο σίδηρος να γίνει πολύ τοξικός για το φυτό.

Αυτές οι μεταλλάξεις βρίσκονται στο επίκεντρο ενός μακροχρόνιου μυστηρίου. Λόγω του μεγάλου μεγέθους του γονιδιώματος του μπιζελιού, οι ερευνητές δεν κατάφερναν να βρουν τις μεταλλάξεις που προκαλούν συσσώρευση σιδήρου. Ωστόσο, πριν από 4 χρόνια συντάχθηκε το πρώτο σχέδιο ολόκληρης της αλληλουχίας του γονιδιώματος του μπιζελιού και αυτό βοήθησε πολύ την καθηγήτρια Balk και την ομάδα της.

Αυτή η νέα έρευνα προσθέτει στην επιστημονική μας γνώση, λέει η καθηγήτρια Balk: “Ασχολούμαι με τον τομέα της ομοιόστασης του σιδήρου στα φυτά εδώ και 20 χρόνια και σε κάθε συνέδριο που πήγαινα ή σε εργασίες, αναφέρονταν αυτά τα δύο γονίδια, αλλά οι άνθρωποι δεν έχουν αυτές τις μεταλλάξεις. Τώρα που έχουμε εντοπίσει αυτά τα μεταλλαγμένα γονίδια, μπορούμε να αρχίσουμε να κάνουμε προόδους τόσο στην επιστημονική κατανόηση όσο και στις πρακτικές βελτίωσης στην παραγωγή τροφίμων με υψηλότερη περιεκτικότητα σε βιοδιαθέσιμο σίδηρο”.

Οι δύο υψηλού επιπέδου μεταλλάξεις σιδήρου στο επίκεντρο αυτού του μακροχρόνιου γενετικού παζλ ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του 1990 από δύο διαφορετικές ερευνητικές ομάδες, στη Γερμανία και στις ΗΠΑ.

Αμέσως αφότου δημοσίευσαν τα ευρήματά τους, οι ομάδες δώρησαν μερικούς από τους σπόρους μπιζελιού στο Germplasm Resources Unit του John Innes Centre. Τα αποθέματα σπόρων διατηρήθηκαν βιώσιμα για αρκετές δεκαετίες.

Η καθηγήτρια Balk σχολίασε: “Αυτό ήταν σημαντικό για την επιτυχία της έρευνάς μας, επειδή οι σπόροι από ένα από τα μεταλλαγμένα χάνουν τη βιωσιμότητά τους μετά από μερικά χρόνια. Αυτό δείχνει τον βασικό ρόλο των τραπεζών σπόρων και τη διατήρηση των ιστορικών συλλογών σε παγκόσμιο επίπεδο”.

Πηγή: jic.ac.uk