Ein Team von Biologen von Rothamsted Research, der University of Bristol und Curtis Analytics Limited – alle in Großbritannien – hat das CRISPR-Cas9-Geneditierungssystem verwendet, um das Asparagin-Gen in Weizen auszuschalten, der unter realen Bedingungen angebaut wurde – Teil einer Anstrengung reduzieren das Krebsrisiko bei Menschen, die Lebensmittel aus Pflanzen konsumieren, die die Verbindung produzieren. Das Team hat einen Artikel veröffentlicht, der seine Arbeit in beschreibt Zeitschrift für Pflanzenbiotechnologie.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass viele Arten von Pflanzen und Tieren eine Aminosäure namens Asparagin produzieren, die an sich nicht als schädlich gilt. Wenn es bis zu einem gewissen Grad erhitzt wird, findet eine chemische Reaktion statt, die zur Bildung von Acrylamid führt, einem Karzinogen. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass es das Krebsrisiko bei Mäusen erhöhen kann.
Asparagin wird von Kühen produziert und gelangt sowohl in Milch und Fleisch als auch in viele Arten von Speisefischen. Es wird auch von vielen Kulturpflanzen wie Kartoffeln und Spargel und von vielen Vollkornprodukten, einschließlich Weizen, produziert. Medizinische Wissenschaftler konnten nicht überprüfen, ob gebackene Produkte wie Brot einen Acrylamidgehalt aufweisen, der hoch genug ist, um ein Gesundheitsrisiko darzustellen, würden aber gerne eine Verringerung des Asparagingehalts in Mehl sehen, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Menge an Asparagin in Pflanzen während des Wachstums von den Wetterbedingungen abhängt. Bei dieser neuen Anstrengung versuchte das Team in Großbritannien, die in Weizenpflanzen produzierte Menge unabhängig von den Wetterbedingungen zu reduzieren.
Bereits im Jahr 2021 verwendete dasselbe Forschungsteam CRISPR-Cas9, um das Gen zu entfernen, das für die Bildung der Aminosäure in Weizenpflanzen verantwortlich ist, um die Menge an Acrylamid zu reduzieren, die beim Backen entsteht. Sie testeten ihre Arbeit, indem sie Weizenproben in einem Gewächshaus anbauten und den Asparagingehalt maßen, nachdem die Pflanzen ihre volle Reife erreicht hatten.
Dadurch reduzierte sich die Menge des von den Pflanzen produzierten Asparagins um etwa 50 %. Bei dieser neuen Anstrengung verwendete das Forschungsteam die gleiche Gen-Editierungstechnik, um Weizenpflanzen zu verändern, aber dieses Mal erlaubte es den Pflanzen, unter normalen, realen landwirtschaftlichen Bedingungen zu wachsen. Tests zeigten, dass solche Pflanzen auch ungefähr die Hälfte der Menge an Asparagin enthielten wie unveränderte Pflanzen. Sie schlagen vor, dass ihre Technik zeigt, dass der Asparagingehalt in einer Kulturpflanze sicher durch den Einsatz von Gen-Editing-Techniken reduziert werden kann.
Mehr Informationen:
Sarah Raffan et al., Field assessment of genome edited, low asparagine wheat: Europe’s first CRISPR wheat field trial, Zeitschrift für Pflanzenbiotechnologie (2023). DOI: 10.1111/pbi.14026
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