Endijs Sekss / Getty Images
Key Takeaways
- Lai samazinātu alergēnu skaitu tādos pārtikas produktos kā kvieši un zemesrieksti, zinātnieki ģenētiski modificē ģenētisko kodu, kas rada alergēnus proteīnus.
- Process ietver tādu alergēnu olbaltumvielu noņemšanu kā tie, kas kviešos satur lipekli.
- CRISPR tehnoloģija ļauj zinātniekiem novērst alergēnus, mainot auga ģenētisko kodu.
ASV vienam no 10 pieaugušajiem un vienam no 13 bērniem ir alerģija pret pārtiku, un to skaits tikai palielinās. Dēvēta par “Lielajiem astoņiem”, augu grupa, ieskaitot kviešus, zemesriekstus un soju, izraisa 90% pārtikas alerģiju, pēc ASV Lauksaimniecības departamenta (USDA) datiem.
Lai mazinātu problēmu, zinātnieki dodas uz avotu, ģenētiski modificējot augus, lai ražotu mazāk alergēnu.Dienvidkarolīnas Klemsonas universitātes molekulārās selekcijas docents Sačins Rustgi strādā, lai samazinātu kviešu lipekļa saturu, lai padarītu to ēdamāku cilvēkiem ar celiakiju un lipekļa jutīgumu. Viņš prezentēja savas komandas pētījumu 2020. gada ASA-CSSA-SSSA gadskārtējā sanāksmē novembrī.
Uzaudzis Indijā, Rustgi atceras, ka viņa kopienas cilvēki siltākajos mēnešos piedzīvoja “vasaras caureju”, kad cilvēki bieži ēd kviešu maizi, nevis kukurūzas maizi. Tikai nesen eksperti parādību sāka attiecināt uz plaši izplatīto celiakiju un nejutīgumu pret lipekli. Viņš cer, ka, izveidojot hipoalerģiskas kviešu šķirnes, cilvēki var atļauties patērēt kviešu produktus, neprasot dārgas zāles.
"Ja mēs varam uzlabot pārtiku un tas palīdzēs mazināt kaut kādas kaites, kas, manuprāt, ir viegli novēršams, nevis faktiski atrod zāles vai kaut ko tamlīdzīgu, jo tas summējas tāpat kā dzīves dārdzība," Rustgi stāsta Verywell .
Hortenze Dodo, PhD, pārtikas tehnoloģiju uzņēmuma IngateyGen dibinātājs un galvenais zinātnieks, kas atrodas Ziemeļkarolīnā, gadu desmitiem ir strādājis, lai izstrādātu hipoalerģisku zemesriekstu. Viņa saka, ka atzīst, ka cilvēki ar zemesriekstu alerģiju dzīvo "ļoti saspringtu dzīvi", un cer, ka viņas darbs var mazināt dažas problēmas, kas saistītas ar pārtikas alerģijām.
"Mēs vēlamies pārliecināties, ka mēs piedāvājam pavisam jaunus risinājumus, lai mazinātu spriedzi, šausmīgās bailes un emocijas ģimenēm, kad viņiem ir bērns, kam ir alerģija pret zemesriekstiem," Dodo saka Verywell.
Ko tas jums nozīmē
Pētnieki ir veiksmīgi izveidojuši vairākas kultūras, kas nesatur alergēnus, un ir pierādīts, ka tās ir drošas patēriņam. Tomēr šīm kultūrām ir jāveic ilgstoši regulatīvo aģentūru apstiprināšanas procesi un jāpierāda, ka tās ir dzīvotspējīgas komerciālajos tirgos. Eksperti saka, ka tad, kad pārtikas produkti, kas nesatur alergēnus, kļūst komerciāli pieejami, būs svarīgi, lai tie būtu pareizi marķēti, lai patērētāji varētu saprast produktu.
Drošākas rūpnīcas projektēšana
Kad kāds nepanes tādu ēdienu kā zemesrieksts, cilvēki bieži saka, ka viņiem vienkārši ir “zemesriekstu alerģija”. Tomēr šo nejutīgumu, pēc Dodo teiktā, var attiecināt uz vienu vai vairākiem augu alergēniem proteīniem. Piemēram, zemesriekstos ir 16 olbaltumvielas, kas izraisa alerģiskas reakcijas.
Cenšoties attīstīt hipoalerģisku zemesriekstu augu, Dodo pētnieku grupa izmantoja gēnu rediģēšanas tehniku, lai noņemtu galvenos alergēnus, lai gan daži nelieli alergēni joprojām ir.
"Mēs sākām darbu, koncentrējoties uz galveno alergēnu," saka Dodo. "Mums ir zemesriekstu augs, kas ir ievērojami zemāks par kopējo alerģiskumu."
Agrīnie centieni ģenētiski modificēt alergēnās kultūras izmantoja tehnoloģiju, ko sauc par RNS traucējumiem (RNAi). Šis paņēmiens liek zinātniekiem sagriezt svešu RNS gabalu, piemēram, no cita auga, ģenētiskajā kodā, kuru viņi mēģina modificēt. Rustgi saka, ka viņa komanda izmantoja RNAi, lai mērķētu un noņemtu gēnu, kas darbojās kā lipekļa proteīnu "galvenais regulators", kas izraisa alerģiskas reakcijas.
Tad 2012. gadā pētnieki parādīja, ka rīku CRISPR-Cas9, kas pazīstams kā CRISPR, var izmantot, lai izgrieztu DNS daļu un mainītu šīs sadaļas kodu. CRISPR ļauj zinātniekiem precīzi noteikt, kuras ģenētiskā koda daļas viņi vēlas mainīties un var to izdarīt, neievedot RNS no svešķermeņa.
"CRISPR ieviesa alternatīvas gēnu versijas, lai jūs faktiski varētu izveidot punktu mutāciju," saka Rustgi. "Tas nozīmē, ka jūs neieviešat, jūs vienkārši maināt to, kas dabiski pastāv."
Augus, kas rediģēti, izmantojot CRISPR, var apstiprināt arī ātrāk nekā tos, kas izmanto vecāku RNAi tehnoloģiju. "[CRISPR] ir jaudīgāka, precīzāka tehnoloģija," saka Dodo. "Runājot par regulējumu, ir daudz vieglāk piegādāt savu produktu ASV tirgū."
Apelācija Patērētājam
Kultūras zinātniekiem ir svarīgi nošķirt ģenētiski modificētos organismus (ĢMO), kas izmanto importēto ģenētisko informāciju, un tiem, kuros tiek mainīti esošie gēni, lai pārliecinātu patērētājus, ka modificētā pārtika ir droša. Saskaņā ar Pew Research Center 2016. gada aptauju 39% respondentu teica, ka ģenētiski modificētie pārtikas produkti ir sliktāki cilvēka veselībai, un tikai 10% apgalvo, ka šādi pārtikas produkti ir labāki cilvēka veselībai.
Rustgi saka, ka, lai arī ASV ir daudz cilvēku ar jutīgumu pret lipekli, kuri vēlas izmēģināt ĢMO kviešus, patērētāji daudzās pasaules valstīs, it īpaši valstīs ar zemāku lasītprasmes līmeni, var būt skeptiski par ģenētiski modificētiem pārtikas produktiem. Tā kā tiek eksportēts tik daudz Amerikā audzētu kviešu, Rustgi saka, ka antialerģiskie kvieši vēl nav izrādījušies komerciāli dzīvotspējīgi.
"Mēs nevēlamies apdraudēt mūsu eksportu, jo mums patiešām ir kaut kas tāds, ko cilvēkiem, kas no mums importē, nepatīk redzēt," saka Rustgi. "Tā kā mēs redzēsim, ka vairāk cilvēku kļūst literāti tajās valstīs, uz kurām mēs eksportējam, mēs redzēsim šīs izmaiņas."
Pagaidām tirgū nav ģenētiski modificētu kviešu produktu. Pārtikas un zāļu pārvaldes (FDA) un USDA apstiprinājuma iegūšana var būt ilgs un dārgs process, un dažiem patērētājiem var būt nepareizs uzskats, ka ĢMO kvieši faktiski palielina jutīgumu pret lipekli.
Kā mēra hipoalerģiskas kultūras
Pētījumi liecina, ka uztura šķiedrvielu avoti ir svarīgi, lai izveidotu un uzturētu spēcīgu zarnu mikrobiomu. Labvēlīgas baktērijas un citas sugas zarnās barojas no prebiotikām, piemēram, kviešu šķiedrvielām.
Rustgi saka, ka, atbrīvojot no kviešiem lipekli, augs zaudē uzturvērtību gandrīz nemaz. Glutēns tomēr ir būtisks, lai izveidotu struktūru un košļājamību, kas raksturīga daudziem maizes izstrādājumiem.
Glutēnu veido trīs veidu alergēnu proteīni. Tiek uzskatīts, ka tas, kas ir vissvarīgākais cepšanai, tiek saukts par augstu molekulāro glutenīnu, parasti ir drošs cilvēkiem ar celiakiju un lipekļa jutīgumu. Rustgi komanda, noņemot galvenos alergēnus, bet turot miltos augstas molekulas glutenīnus, konstatēja, ka hipoalerģisks miltu rezultāti bija līdzīgi nemodificētiem kviešu miltiem.
"No tā var cept saprātīgi kvalitatīvu maizi - labāk nekā kaut ko, kas tiek ražots no rīsiem," viņš saka.
Pēc trīs gadu lauka testēšanas Dodo saka, ka ar zemu alergēnu saturu saturošiem zemesriekstiem nav būtiskas garšas vai augšanas atšķirības salīdzinājumā ar komerciālajiem zemesriekstiem.
Rustgi un Dodo uzsver, ka tad, kad antialerģiski pārtikas produkti nonāk patērētāju tirgos, skaidra marķēšana būs izšķiroša. Tā vietā, lai vienkārši apgalvotu, ka dažādiem kviešiem vai zemesriekstiem nav alergēnu, tas būtu maldinošs, saka Rustgi, jo cilvēkiem ir precīzi jāzina, kuras olbaltumvielas satur pārtikas produkti un kuru trūkst.
Abi pētnieki saka, ka viņi cer turpināt attīstīt augus, kas ir pēc iespējas tuvāk alergēniem.
"Dažādas grupas vai dažādas laboratorijas izmanto dažādus rīkus vai dažādas tehnoloģijas," saka Dodo. "Bet es domāju, ka kopumā visi ir noraizējušies par to, kā rast risinājumu alerģiju problēmai."
