Professori Chen Xiaoyan ja professori Gao Caixian johtama tiimi käytti kohdennettua geenieditointia muokatakseen viittä aminohappoa riisin Coq1-entsyymissä. Tämä muutos mahdollisti CoQ10:tä synnyttävien riisilajikkeiden luomisen, joka on ratkaiseva molekyyli sydänsuojelussa ja toimii liukoisena antioksidanttina.
CoQ10:llä on keskeinen rooli mitokondrioiden elektroninsiirtoketjussa. Vaikka ihmiset syntetisoivat CoQ10:tä luonnollisesti, viljat kuten riisi tuottavat pääasiassa CoQ9:ää, joka sisältää yhden isopreeniyksikön vähemmän. Tämä ero motivoi tutkijoita tutkimaan keinoja lisätä CoQ10:n määrää kasvipohjaisissa elintarvikkeissa.
Erilaisten kasvikokoelmien ansiosta tutkijat analysoivat yli 1 000 maakasvilajia. He havaitsivat, että CoQ10 on kukkakasvien esi-isäpiirre, mutta tietyt kasvisuvut, kuten heinät, tuottavat pääasiassa CoQ9:ää. Koneoppimisen käyttö mahdollisti viiden aminohapposijan tunnistamisen, jotka ovat ratkaisevia ketjun pituudelle.
Geenieditoinnin jälkeen riisipellot syntetisoivat pääasiassa CoQ10:ä, ja tuotanto nousi jopa 5 µg:aan riisin jyvää kohti. Tämä saavutus osoittaa geenieditoinnin tehokkuuden ja turvallisuuden viljelykasvien parantamisessa.
CoQ10:tä tuottavan riisin kehittäminen avaa uusia mahdollisuuksia rikastaa ravintoa tällä elintärkeällä molekyylillä. Tämä tutkimus havainnollistaa myös, kuinka suuria tietoaineistoja ja tekoälyä voidaan hyödyntää viljelykasvien geneettisessä parantamisessa.
Tämä innovaatio voisi vaikuttaa merkittävästi kansanterveyteen tarjoamalla edullisen ja kestävän elintarvikelähteen CoQ10:lle. Se edustaa tärkeää askelta huipputeknologioiden hyödyntämisessä globaaleihin ravitsemushaasteisiin vastaamiseksi.
Mitkä ovat koentsyymi Q10 (CoQ10) ?
Koentsyymi Q10, eli CoQ10, on molekyyli, jota esiintyy kaikissa ihmisen kehon soluissa. Se näyttelee keskeistä roolia energian tuotannossa mitokondrioissa, solujen voimalaitoksissa.Lisäksi CoQ10 toimii voimakkaana antioksidanttina elektroninsiirtoketjussa. Se suojaa soluja oksidatiivisilta vaurioilta, jotka voivat johtaa erilaisiin sairauksiin, mukaan lukien sydänsairauksiin.
CoQ10:tä syntetisoidaan luonnollisesti ihmisen kehossa, mutta sen tuotanto vähenee iän myötä. Tämän vuoksi CoQ10-lisäravinteita suositellaan usein vanhuksille tai henkilöille, joilla on tiettyjä sairauksia.
CoQ10:n ravintolähteitä ovat liha, kala ja pähkinät. Kuitenkin näiden elintarvikkeiden CoQ10-pitoisuus on suhteellisen alhainen, mikä herättää kiinnostusta kehittää CoQ10:llä rikastettuja elintarvikkeita, kuten geneettisesti muokattua riisiä.
Kuinka geenieditointi toimii kasveissa?
Geenieditointi on teknologia, joka mahdollistaa organismien genomin tarkat muutokset. Se käyttää työkaluja, kuten CRISPR-Cas9, katkaisemaan DNA:ta tietyissä kohdissa, jolloin geenejä voidaan lisätä, poistaa tai muokata.CoQ10:tä tuottavassa riisissä tutkijat käyttivät geenieditointia muokatakseen viittä aminohappoa Coq1-entsyymissä. Tämä muutos mahdollisti riisin synnyttää CoQ10:ä CoQ9:n sijaan.
Geenieditointi tarjoaa useita etuja perinteisiin kasvinjalostusmenetelmiin verrattuna. Se on tarkempaa, nopeampaa ja sitä voidaan käyttää erityisten piirteiden lisäämiseen vaikuttamatta muihin kasvin ominaisuuksiin.
Tällä teknologialla on potentiaalia mullistaa maataloutta kehittämällä ravinteikkaampia, taudeille kestäviä ja ilmastonmuutokseen sopeutuvia viljelykasveja.