JAFC: Растения превратят в биофабрики спортивных добавок

Учёные разработали метод, который позволяет производить креатин, карнозин и таурин — вещества, которые содержатся в животных продуктах и часто используются как добавки для тренировок — прямо внутри растений.

Система проста в использовании, что позволяет легко увеличивать производство.

Учёные перенесли в клетки растений инструкции ДНК, которые отвечают за производство различных молекул, используя специализированную бактерию. Благодаря этой технологии удалось создать салат-латук с пептидными компонентами, уменьшающими потерю костной массы.

Однако при переносе инструкций ДНК естественный метаболизм растения может измениться, и выход желаемого продукта снизится. Пэнсян Фань и его коллеги решили эту проблему, создав синтетические модули, которые кодируют не только желаемый продукт, но и молекулы для его производства. Они хотели увеличить количество трёх питательных веществ: креатина, карнозина и таурина.

Команда испытала сменные синтетические модули на растении Nicotiana benthamiana (на фото), которое похоже на табак и используется в синтетической биологии как модельный организм.

С помощью модуля креатина, содержащего два гена для синтеза креатина, получили 2,3 микрограмма пептида на грамм растительного материала.

Модуль для карнозина и другой модуль для β-аланина (одна из двух аминокислот, используемых для создания карнозина) увеличили производство карнозина в 3,8 раза. Хотя β-аланин и так есть в N. benthamiana, его количество невелико.

А вот с таурином произошла обратная ситуация: двойной модуль не помог создать аминокислоту, а только нарушил метаболизм. Растение пыталось вернуть всё на круги своя, поэтому таурин вырабатывался в незначительных количествах.

Эта работа показывает, как в растениях можно производить сложные питательные вещества, которые есть у животных. В будущем этот метод можно будет использовать для производства питательных веществ не только в листьях, но и в фруктах или овощах. Также его можно применять к другим растениям для устойчивого производства этих веществ.

Результаты опубликованы в Journal of Agricultural and Food Chemistry.

Источник фото: https://www.inaturalist.org/observations/146085212

02.10.2024