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科学家通过CRISPR改造设计无过敏原的小麦和花生
来源 | 国科农研院(ID:GLOCON-AGRI-INST)
编译 | 王巍
在美国,十分之一的成年人和三分之一的儿童患有食物过敏症,并且这个数字还在逐年增加。据美国农业部(USDA)表示,被称为“the Big Eight”的一组植物,包括小麦,花生和大豆,占据过敏类食物的90%。
为了缓解这一问题,科学家将通过对植物进行基因改造以产生含更少的过敏原品种从而根治过敏。南卡罗来纳州克莱姆森大学分子育种助理教授Sachin Rustgi博士致力于降低小麦的中的面筋含量,使其更适合患有腹腔疾病和面筋敏感性的人们食用。他在11月的2020 ASA-CSSA-SSSA年度会议上介绍了他的团队的研究。
位于北卡罗来纳州的食品技术公司的创始人兼首席科学家Hortense Dodo博士已经致力于设计低过敏原的花生。通过这一技术可以让患有花生过敏症的人远离花生过敏的困扰。
01
设计更安全的工厂
当对花生等食物不耐时,人们常常说他们只是对“花生过敏”。但是,Dodo表示,这种敏感性可以归因于植物中的一种或几种变应原性蛋白质。在花生中就有16种蛋白质被证明会引起过敏反应。
为了开发低变应原性花生植物,Dodo的研究小组使用了一种基因编辑技术去除了主要的过敏原,这使得我们的花生植株的总体致敏性明显较低。
在早期对过敏性作物进行基因改造主要使用了一种称为RNA干扰(RNAi)的技术。这项技术通过将来自另一种植物的外来RNA片段(例如来自另一种植物)拼接到他们试图修饰的遗传密码中完成基因改造。Rustgi表示他的团队使用RNAi靶向并去除了一个基因,该基因充当引起过敏反应的面筋蛋白的“主要调节剂”。
然后,在2012年,研究人员使用CRISPR-Cas9(称为CRISPR)对DNA进行剪切。CRISPR技术使科学家能够准确定位要改变的基因并且无需引入外源基因片段。CRISPR技术可以以点突变的形式对植物体内存在的基因进行修饰。因此也使得使用CRISPR编辑的植物可能比使用RNAi技术的植物更快被批准。Dodo说:CRISPR技术是一种更强大,更精确的技术。就法规而言,将产品推向美国市场也要容易得多。
02
吸引消费者
对于农作物科学家而言,区分转基因生物(GMO)和改变已有基因的基因编辑生物之间的区别对于说服消费者食品安全是很重要的。根据2016年皮尤研究中心(Pew Research Center)的一项民意调查,有39%的受访者说,转基因食品对人的健康不利,只有10%的受访者说,这种食品对人的健康有利。
Rustgi表示尽管美国有很多对麸质过敏的人愿意尝试基因改造小麦,但世界上许多国家的消费者可能对转基因食品持怀疑态度。Rustgi说,由于美国一半以上的小麦都是出口的,抗过敏原小麦尚未被证明具有商业可行性。
03
低变应原性作物如何测量
研究表明,膳食纤维的来源对于建立和维持强大的肠道微生物组很重要。肠道中的有益细菌和其他物种会摄取益生元,如小麦中的纤维。
Rustgi说,通过从小麦中去除麸质,该植物几乎没有营养价值的损失。但是,面筋对于创造许多烘焙食品的结构和咀嚼性至关重要。
面筋由三种过敏原蛋白组成。Rustgi的团队通过去除主要过敏原但在面粉中保留了高分子谷蛋白,发现低变应原面粉产生的结果与未改性小麦面粉相似。
另外,经过三年的现场测试,Dodo说与商业花生相比,减少过敏原的花生在口味或生长上均无显着差异。
Rustgi和Dodo强调指出,当抗过敏食品进入消费市场时,清晰的标签将至关重要。与其简单地宣称多种小麦或花生不含过敏原,不如说是一种误导,因为人们需要确切地知道食物中所含的蛋白质以及缺失的蛋白质。两位研究人员均表示,他们希望继续尽可能开发无过敏原的植物。
原文链接:
https://www.verywellhealth.com/engineering-allergy-free-wheat-peanuts-5104835
注:本文转载自国科农研院(ID:GLOCON-AGRI-INST),授权请联系出处。
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