Энди Сакс / Getty Images
Ключевые выводы
- Чтобы уменьшить количество аллергенов в таких продуктах, как пшеница и арахис, ученые генетически модифицируют генетический код, который создает аллергенные белки.
- Процесс включает удаление аллергенных белков, таких как те, которые содержат глютен в пшенице.
- Технология CRISPR позволяет ученым устранять аллергены путем изменения генетического кода растения.
В США каждый десятый взрослый и каждый 13 ребенок страдают пищевой аллергией, и это число только увеличивается. Группа растений, получившая название «большая восьмерка», включая пшеницу, арахис и сою, вызывает 90% пищевых аллергий. по данным Министерства сельского хозяйства США (USDA).
Чтобы решить эту проблему, ученые обращаются к источнику, генетически модифицируя растения, чтобы производить меньше аллергенов.Сачин Растги, доктор философии, доцент кафедры молекулярной селекции в Университете Клемсона в Южной Каролине, работает над снижением содержания глютена в пшенице, чтобы сделать ее более съедобной для людей с глютеновой болезнью и чувствительностью к глютену. Он представил исследование своей команды на ежегодном собрании ASA-CSSA-SSSA 2020 в ноябре.
Растги, выросший в Индии, вспоминает, как люди из его общины испытывали «летнюю диарею» в теплые месяцы, когда люди часто едят пшеничный хлеб, а не кукурузный. Лишь недавно эксперты начали связывать это явление с широко распространенной глютеновой болезнью и нечувствительностью к глютену. Он надеется, что, создав гипоаллергенные сорта пшеницы, люди смогут позволить себе потреблять продукты из пшеницы без необходимости в дорогих лекарствах.
«Если мы сможем улучшить питание, и это поможет уменьшить какой-то недуг, это, я думаю, легкое решение, а не поиск лекарств или что-то в этом роде, потому что это в сумме увеличивает стоимость жизни», - говорит Растги Verywell .
Гортензия Додо, доктор философии, основатель и главный научный сотрудник IngateyGen, компании по производству пищевых продуктов, базирующейся в Северной Каролине, десятилетиями работала над созданием гипоаллергенного арахиса. Она говорит, что осознает, что люди с аллергией на арахис живут «очень напряженной жизнью», и надеется, что ее работа может облегчить некоторые из проблем, связанных с пищевой аллергией.
«Мы хотим быть уверены, что найдем совершенно новые решения, чтобы ослабить напряжение, ужасный страх и эмоции для семей, когда у них есть ребенок с аллергией на арахис», - говорит Додо Verywell.
Что это значит для вас
Исследователи успешно создали несколько не содержащих аллергенов сельскохозяйственных культур, которые оказались безопасными для употребления в пищу. Однако эти культуры должны пройти длительные процедуры утверждения регулирующими органами и доказать свою жизнеспособность на коммерческих рынках. Эксперты говорят, что когда продукты, не содержащие аллергенов, станут коммерчески доступными, будет важно, чтобы они были правильно маркированы, чтобы потребители могли понять продукт.
Разработка более безопасного завода
Когда кто-то не переносит такую пищу, как арахис, люди часто говорят, что у них просто «аллергия на арахис». Однако эта нечувствительность, по словам Додо, может быть связана с одним или несколькими аллергенными белками в растении. Например, в арахисе содержится 16 белков, вызывающих аллергические реакции.
В своих усилиях по разработке гипоаллергенного арахиса исследовательская группа Додо использовала технику редактирования генов для удаления основных аллергенов, хотя некоторые второстепенные аллергены остались.
«Мы начали нашу работу с основного аллергена», - говорит Додо. «У нас есть арахис, у которого общая аллергенность значительно ниже».
В ранних попытках генетической модификации аллергенных культур использовалась технология, называемая РНК-интерференцией (РНКи). Этот метод требует, чтобы ученые вставили чужеродный фрагмент РНК - например, из другого растения - в генетический код, который они пытаются изменить. Растги говорит, что его команда использовала РНКи для нацеливания и удаления гена, который действовал как «главный регулятор» белков глютена, вызывающих аллергические реакции.
Затем, в 2012 году, исследователи показали, что инструмент под названием CRISPR-Cas9, известный как CRISPR, можно использовать для вырезания участка ДНК и изменения кода в этом разделе. CRISPR позволяет ученым точно определять, какие части генетического кода они хотят измениться и могут сделать это, не внося РНК из инородного тела.
«CRISPR представила альтернативные версии генов, так что вы действительно можете создать точечную мутацию», - говорит Растги. «Это означает, что вы не представляете, вы просто меняете то, что существует естественным образом».
Растения, редактируемые с помощью CRISPR, также могут быть одобрены быстрее, чем растения, использующие более старую технологию RNAi. «[CRISPR] - это более мощная и точная технология, - говорит Додо. - С точки зрения регулирования гораздо проще вывести ваш продукт на рынок США».
Обращение к потребителю
Для ученых-растениеводов различие между генетически модифицированными организмами (ГМО), использующими импортированную генетическую информацию, и теми, в которых изменены существующие гены, важно для убеждения потребителей в том, что модифицированные продукты питания безопасны. Согласно опросу Pew Research Center 2016 года, 39% респондентов заявили, что генетически модифицированные продукты вредны для здоровья, и только 10% считают, что такие продукты лучше для здоровья.
Растги говорит, что, хотя в США есть много людей с чувствительностью к глютену, которые готовы попробовать ГМО-пшеницу, потребители во многих странах по всему миру, особенно в странах с более низким уровнем грамотности, могут скептически относиться к генетически модифицированным продуктам. Поскольку так много выращенной в Америке пшеницы экспортируется, Растги говорит, что антиаллергенная пшеница еще не доказала свою коммерческую жизнеспособность.
«Мы не хотим ставить под угрозу наш экспорт, имея на самом деле то, что люди, которые импортируют у нас, не хотят видеть», - говорит Рустги. «По мере того, как мы увидим, как все больше людей становятся грамотными в тех странах, в которые мы экспортируем, мы увидим это изменение».
На рынке пока нет генетически модифицированных продуктов из пшеницы. Получение одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) и USDA может быть долгим и дорогостоящим процессом, и некоторые потребители могут ошибочно полагать, что ГМО-пшеница на самом деле увеличивает чувствительность к глютену.
Как выглядят гипоаллергенные культуры
Исследования показывают, что источники пищевых волокон важны для создания и поддержания сильного микробиома кишечника. Полезные бактерии и другие виды в кишечнике питаются пребиотиками, такими как клетчатка пшеницы.
Растги говорит, что, удаляя глютен из пшеницы, растение практически не теряет питательной ценности. Однако глютен необходим для создания структуры и жевания, характерных для многих хлебобулочных изделий.
Глютен состоит из трех видов белков-аллергенов. Тот, который наиболее важен для выпечки, называемый высокомолекулярным глютенином, считается в целом безопасным для людей с глютеновой чувствительностью. Удалив основные аллергены, но сохранив в муке высокомолекулярный глютенин, команда Растги обнаружила, что это гипоаллергенный мука дала те же результаты, что и немодифицированная пшеничная мука.
«Из него можно выпечь достаточно качественный хлеб - лучше, чем из риса», - говорит он.
После трех лет полевых испытаний, по словам Додо, арахис с пониженным содержанием аллергенов не показал значительной разницы во вкусе или росте по сравнению с коммерческим арахисом.
Растги и Додо подчеркивают, что когда антиаллергенные пищевые продукты попадут на потребительские рынки, четкая маркировка будет иметь решающее значение. По словам Растги, вместо того, чтобы просто утверждать, что различные сорта пшеницы или арахиса не содержат аллергенов, было бы ошибкой, поскольку люди должны точно знать, какие белки содержатся в продуктах, а какие отсутствуют.
Оба исследователя говорят, что надеются продолжить разработку растений, максимально приближенных к свободным от аллергенов.
«Разные группы или разные лаборатории используют разные инструменты или разные технологии, - говорит Додо. - Но я думаю, что в целом все озабочены поиском решения проблемы аллергии».
.jpg)
.jpg)
