Mohou geneticky modifikované rostliny pomoci vytvořit náhradu mateřského mléka?
22.7.2024 | Jan Šnábl
Mateřské mléko obsahuje jedinečnou směs prebiotických cukrů, které je velmi obtížné replikovat v komerční dětské výživě. Nový výzkum však naznačuje, že rostliny by mohly být ideálními výrobci těchto složek. Celosvětově většina dětí (přibližně 75 %) konzumuje dětskou výživu během prvních šesti měsíců života, buď jako jediný zdroj výživy, nebo jako doplněk stravy.
I když umělá výživa poskytuje nezbytné živiny pro růst dětí, momentálně nedokáže plně napodobit nutriční profil mateřského mléka. To je částečně způsobeno tím, že mateřské mléko obsahuje unikátní směs asi 200 prebiotických molekul cukru, které pomáhají předcházet onemocněním a podporují růst prospěšné střevní mikroflóry. Většinu těchto cukrů je však obtížné, ne-li nemožné, vyrobit. Nový výzkum vedený vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley a Kalifornské univerzity v Davisu ukazuje, jak by geneticky modifikované (GM) rostliny mohly pomoci překlenout tuto mezeru.
Vědci přeprogramovali metabolismus cukru u rostlin tak, aby produkoval rozmanitou škálu těchto cukrů obsažených v mateřském mléce, známých jako oligosacharidy mateřského mléka. Tyto poznatky by mohly vést ke zdravější a cenově dostupnější dětské výživě nebo výživnějším rostlinným mlékům pro dospělé.
Všechny složité cukry (včetně oligosacharidů mateřského mléka) jsou tvořeny stavebními bloky jednoduchých cukrů, nazývaných monosacharidy, které lze spojovat do různých řetězců. Co dělá oligosacharidy mateřského mléka unikátními, je specifická sada vazeb, které spojují jednoduché cukry dohromady.
Aby vědci přiměli rostliny vyrábět oligosacharidy mateřského mléka, upravili geny odpovědné za enzymy, které tvoří tyto specifické vazby. Upravené geny byly následně vloženy do rostliny Nicotiana benthamiana, blízkého příbuzného tabáku. GM rostliny produkovaly 11 známých oligosacharidů mateřského mléka spolu s různými jinými složitými cukry s podobnými vazbami.
V současnosti je možné vyrábět jen malý počet oligosacharidů mateřského mléka pomocí GM bakterií E. coli. Izolace prospěšných molekul od jiných toxických vedlejších produktů je však nákladný proces a pouze omezený počet dětských výživ obsahuje tyto cukry ve svých směsích.
Jako součást studie spolupracovali vědci na výpočtu nákladů na výrobu oligosacharidů mateřského mléka z rostlin v průmyslovém měřítku a zjistili, že by to pravděpodobně bylo levnější než použití mikrobiálních platforem. "Představte si, že bychom mohli vyrábět všechny oligosacharidy mateřského mléka v jedné rostlině. Pak bychom mohli tuto rostlinu rozemlít, extrahovat všechny oligosacharidy současně a přidat je přímo do dětské výživy," řekl Shih, člen vědeckého týmu. "Existuje mnoho výzev při implementaci a komercializaci, ale to je velký cíl, ke kterému se snažíme přiblížit."
Zdroje: