Ученые вывели фиолетовые помидоры с высоким содержанием бетанина
Исследователи из Института биохимии растений им. Лейбница (IPB, Германия) недавно создали фиолетовые помидоры, используя методы генной инженерии Для этого они вставили гены, ответственные за биосинтез бетанина, в растения и активировали их в созревающих плодах. Бетанин обычно не производится из помидоров, а извлекается из красной свеклы и используется в качестве натурального пищевого красителя. Такого рода методы генной инженерии для производства веществ в специально разработанных системах производства растений будут играть важную роль в будущем, особенно в производстве лекарств. Производство вакцин и антител с использованием растений уже является очень активной областью исследований.
Таким образом, основная цель этого исследования заключалась не в создании нового сорта томатов для употребления в пищу. Вместо этого целью было усовершенствовать методы генной инженерии, которые намного проще анализировать, производя легко различимый пигмент. Растения — эффективные и сложные производственные системы, имеющие большое количество механизмов регуляции, которые иногда могут ограничивать весь процесс биосинтеза производимого вещества.
Даже в случае с бетанином требовалось много планирования и корректировок, чтобы растения достигли желаемого результата синтеза. Исследователи из Института биохимии растений им. Лейбница не только вставили три гена, необходимых для биосинтеза бетанина, в растения томатов, но также добавили несколько генетических переключателей, с помощью которых можно было активировать вставленные гены только в плоды и все в одно и то же время во время созревания. Тем не менее, производство бетанина в плодах изначально было скудным. Более высокий уровень биосинтеза пигмента может быть поддержан только путем вставки четвертого гена, который обеспечивает доступность важного вещества-предшественника. Это привело к получению темно-фиолетовых помидоров, которые содержат даже больше бетанина, чем красная свекла.
Начнем с того, что исследование, проведенное учеными, предоставило важную новую информацию о методах генной инженерии. Тем не менее, эти помидоры также полностью подходят для употребления в пищу и даже полезны для здоровья. Это связано с тем, что бетанин, как и многие пигменты, обладает сильным антиоксидантным действием. Фиолетовые плоды также могут служить источником пищевого красителя бетанина. Первые испытания с использованием томатного бетанина для окрашивания йогурта и лимонада дали многообещающие результаты.
Оригинальная публикация: Рамона Грюцнер, Рамона Шуберт, Клаудиа Хорн, Чанцин Ян, Томас Фогт и Сильвестр Марильонне. Разработка биосинтеза беталаина в помидорах для получения высокого уровня бетанина во фруктах. Frontiers in Plant Science, https://doi.org/10.3389/fpls.2021.682443