Naukowcy opracowali metodę, która pozwala roślinom produkować składniki odżywcze dotychczas występujące wyłącznie w produktach pochodzenia zwierzęcego. Choć technika ta nie została jeszcze zastosowana w jadalnych roślinach, w przyszłości może umożliwić tworzenie roślin o pełnym zestawie niezbędnych składników odżywczych. To odkrycie może mieć ogromne znaczenie dla wegetarian, wegan oraz dla osób poszukujących bardziej zrównoważonej diety. Czy na przykłąd karnozyna może być wytwarzana w ten sposób?
Przełom w inżynierii genetycznej
Wegetariańska dieta jest bogata w witaminy i minerały, jednak niektóre kluczowe składniki odżywcze – takie jak kreatyna, karnozyna czy witamina B12 – są obecne jedynie w mięsie i produktach mlecznych. Niedobór tych substancji może prowadzić do problemów zdrowotnych, takich jak osłabienie mięśni, zmniejszona wydolność organizmu czy niedokrwistość. To właśnie ten problem zainspirował Pengxianga Fana, biochemika z Uniwersytetu Zhejiang w Chinach, do poszukiwania rozwiązań umożliwiających roślinom produkcję tych związków.
Zespół badaczy wykorzystał bakterię Agrobacterium tumefaciens, znaną z naturalnej zdolności do wprowadzania genów do roślin. W ten sposób do liści wprowadzono instrukcje genetyczne umożliwiające syntezę enzymów typowych dla organizmów zwierzęcych. Enzymy te pozwalają przekształcać aminokwasy – podstawowe budulce białek – w związki powszechnie występujące w mięsie.
Karnozyna i kreatyna produkowane przez rośliny?
Dzięki zastosowanej metodzie naukowcy osiągnęli przełom: liście zmodyfikowanych roślin zaczęły produkować kreatynę i karnozynę. Kreatyna jest istotna dla dostarczania energii mięśniom, wspomaga funkcjonowanie mózgu oraz poprawia wydolność organizmu. Karnozyna natomiast działa jako przeciwutleniacz, który chroni komórki przed stresem oksydacyjnym i pomaga zapobiegać zmęczeniu mięśni.
Ilości tych składników odżywczych wytwarzanych przez rośliny były jednak stosunkowo niewielkie. Na każdy gram liścia przypadało zaledwie 2,3 mikrograma kreatyny oraz 69,5 mikrograma karnozyny. Dla porównania, gram mięsa zawiera około 1000 razy więcej kreatyny i 100 razy więcej karnozyny. Pomimo tego naukowcy uznali wyniki za obiecujące. Zapowiadają dalsze eksperymenty mające na celu zwiększenie wydajności produkcji tych składników odżywczych w roślinach.
Karnozyna, kreatyna i nowe perspektywy dla diety roślinnej
Choć badania przeprowadzono na roślinach niejadalnych, naukowcy planują przetestować metodę na warzywach, takich jak pomidory. Fan podkreśla jednak, że należy zachować ostrożność – organizmy mogą reagować na nowe geny w sposób nieprzewidziany. W jednym z eksperymentów roślina zamiast wytwarzać taurynę, utraciła zdolność produkcji cysteiny – aminokwasu niezbędnego do syntezy tauryny. Takie nieoczekiwane efekty wymagają dalszych badań, aby zapewnić bezpieczeństwo i skuteczność tej technologii.
Mimo to badacze są pełni optymizmu. „Chcemy opracować zestaw instrukcji genetycznych dla każdego kluczowego składnika odżywczego, aby rośliny mogły w pełni zastąpić produkty pochodzenia zwierzęcego” – mówi Fan. Takie podejście mogłoby nie tylko pomóc wegetarianom i weganom w utrzymaniu dobrze zbilansowanej diety, ale także wpłynąć na zmniejszenie negatywnego wpływu hodowli zwierząt na środowisko.
Laurie Leonelli, inżynierka zajmująca się fotosyntezą na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign, zaznacza, że nowa metoda może przyspieszyć rozwój biotechnologii. Tradycyjne metody modyfikacji genetycznych roślin zajmują nawet kilka lat, podczas gdy zastosowanie bakterii umożliwia uzyskanie pierwszych wyników w ciągu kilku dni. To może znacząco przyspieszyć badania nad wzbogacaniem roślin w kluczowe składniki odżywcze.
Potencjalne korzyści dla środowiska
Jeśli technologia zostanie rozwinięta i zastosowana na większą skalę, może zrewolucjonizować produkcję żywności. Zwiększona zawartość składników odżywczych w roślinach pozwoliłaby na zmniejszenie zależności od hodowli zwierząt, co miałoby pozytywny wpływ na środowisko. Hodowla zwierząt jest jednym z głównych źródeł emisji gazów cieplarnianych, zużywa ogromne ilości wody oraz wymaga dużych obszarów gruntów rolnych. Przejście na bardziej roślinny model odżywiania mogłoby pomóc w ograniczeniu tych negatywnych skutków.
„Dzięki tej metodzie możemy sprawić, że rośliny staną się jeszcze bardziej wartościowym źródłem składników odżywczych, a jednocześnie ograniczymy naszą zależność od produktów pochodzenia zwierzęcego” – podsumowuje Leonelli.
Badania zespołu Fana zostały opublikowane 16 października w czasopiśmie Journal of Agricultural and Food Chemistry. Choć technologia jest jeszcze na wczesnym etapie, jej rozwój może stanowić milowy krok w kierunku bardziej zrównoważonej i dostępnej dla wszystkich diety.
Źródło: https://www.snexplores.org/article/plants-make-meat-nutrients-vegetarian
