Ученые из Рутгерса нашли эффективный способ повысить питательную ценность кукурузы - крупнейшей товарной культуры в мире - путем вставки бактериального гена, который заставляет ее производить ключевое питательное вещество, называемое метионином, согласно новому исследованию.
Открытие Университета Рутгерса в Нью-Брансуике может принести пользу миллионам людей в развивающихся странах, таких как Южная Америка и Африка, для которых кукуруза является основным продуктом питания. Это также может значительно снизить мировые затраты на корма для животных.
«Мы повысили питательную ценность кукурузы, крупнейшей товарной культуры, выращиваемой на Земле», - сказал Томас Леустек, соавтор исследования и профессор кафедры биологии растений Школы экологических и биологических наук. «Большая часть кукурузы используется в качестве корма для животных, но в ней отсутствует метионин - ключевая аминокислота, - и мы нашли эффективный способ его добавления».
Исследование, проведенное Хосе Планта, докторантом Института микробиологии Ваксмана, было опубликовано сегодня в Интернете в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Метионин, содержащийся в мясе, является одной из девяти незаменимых аминокислот, которые люди получают из пищи, по данным Национального центра биотехнологической информации. Он необходим для роста и восстановления тканей, повышает тонус и эластичность кожи и волос, укрепляет ногти. Сера в метионине защищает клетки от загрязняющих веществ, замедляет старение клеток и необходима для поглощения селена и цинка.
Каждый год синтетический метионин стоимостью в несколько миллиардов долларов добавляется в семена полевой кукурузы, которой не хватает этого вещества в природе, говорит старший автор исследования Иоахим Мессинг, профессор, который руководит Институтом микробиологии Ваксмана. Другой соавтор - Сяоли Сян из Департамента биологии растений Рутгерса и Сычуаньской академии сельскохозяйственных наук в Китае.
«Это дорогостоящий и энергозатратный процесс», - сказал Мессинг, чья лаборатория сотрудничала с лабораторией Леустека в этом исследовании. «Метионин добавляют, потому что без него животные не будут расти. Во многих развивающихся странах, где кукуруза является основным продуктом питания, метионин также важен для людей, особенно для детей. Это жизненно важное питание, как и витамин».
Куриный корм обычно готовят в виде смеси кукурузы и сои, а метионин является единственной незаменимой серосодержащей аминокислотой, которой не хватает, говорится в исследовании.
Ученые из Рутгерса вставили бактериальный ген кишечной палочки в геном растения кукурузы и вырастили несколько поколений кукурузы. Фермент кишечной палочки - 3?-фосфоаденозин-5?-фосфосульфатредуктаза (EcPAPR) - стимулировал выработку метионина только в листьях растения, а не во всем растении, чтобы избежать накопления токсичных побочных продуктов, сказал Леустек. В результате содержание метионина в зернах кукурузы увеличилось на 57 процентов, говорится в исследовании.
Затем ученые провели испытание кормления цыплят в Рутгерсе и показали, что генетически модифицированная кукуруза была для них питательной, сказал Мессинг.
"К нашему удивлению, одним важным результатом было то, что рост растений кукурузы не пострадал", - сказал он.
В развитых странах, в том числе в США, мясные белки обычно содержат много метионина, сказал Леустек. Но в развивающихся странах фермеры, ведущие натуральное хозяйство, выращивают кукурузу для потребления своей семьей.
"Наше исследование показывает, что им не придется покупать добавки с метионином или дорогие продукты с высоким содержанием метионина", - сказал он.