Michael Irving
"골든 레터스"는 항산화제인 베타카로틴의 수치를 높이기 위해 유전자 조작되었으며, 따라서 노란색을 띠고 있습니다.
IBMCP
우리 대부분은 우리가 알아야 할 만큼 과일과 채소를 많이 먹지 않지만, 그 목표는 이제 조금 더 달성 가능할지도 모릅니다.
스페인의 과학자들은 일반적인 녹색 채소보다 30배 더 많은 영양소를 함유한 새로운 "골든 레터스"를 개발했습니다.
상추는 가장 흥미로운 야채는 아니지만 샌드위치, 랩, 스튜 및 기타 식사에 추가 영양소를 채우고(그리고 식당 비용을 절감하는 방법) 종종 사용됩니다.
하지만 상추를 덜 먹어도 건강상의 이점을 더 많이 얻을 수 있는 방법이 있을지도 모릅니다.
식물 분자 세포 생물학 연구소(IBMCP)의 한 팀이 이제 겸손한 상추의 영양소를 강화하기 위해 유전자 조작을 했습니다.
구체적으로, 그들은 신체가 비타민 A를 만드는 데 사용하는 베타카로틴 이라는
항산화제의 수치를 높였습니다 . 이것은 건강한 시력, 면역 기능 및 세포 성장에 중요하며 알츠하이머병, 심장병 및 일부 종류의 암에 대한 보호 효과가 있는 것으로 여겨집니다.
베타카로틴은 보통 당근, 호박, 고구마와 같은 채소에서 다량으로 발견됩니다.
짐작하셨겠지만, 이 채소들의 공통적인 특징은 오렌지색이고, 새로운 상추도 예외는 아닙니다.
베타카로틴이 많으면 잎이 눈에 띄는 노란색으로 물들기 때문에 골든 상추라는 별명이 붙었습니다.
골든 레터스 잎의 베타 카로틴 수치는 일반 레터스보다 최대 30배 높았습니다.
그뿐만 아니라, 이러한 항산화제는 생물학적으로 더 접근 가능하여 소화 시스템이 음식에서 더 쉽게 추출할 수 있습니다.
그러나 그 수치를 높이는 것은 완전히 간단한 일은 아니었습니다.
베타 카로틴은 일반적으로 광합성을 수행하는 세포 구조인 식물의 엽록체에서 생성되지만 너무 많이 넣으면 식물이 햇빛에서 에너지를 얻는 능력이 감소합니다.
그래서 연구팀은 항산화제를 식물 세포의 다른 부분으로 옮기는 방법을 찾았습니다.
연구의 주저자인 Manual Rodríguez Concepción은 "저희 연구는 생명공학 기술과 높은 강도의 빛을 이용한 처리를 결합함으로써 일반적으로 발견되지 않는 세포 구획에서 베타카로틴을 성공적으로 생산하고 축적했습니다.
"라고 말했습니다.
이 골든 레터스는 조만간 영양가가 더 높은 무와 완두콩, 항산화 성분이 풍부한 보라색 토마토 와 감자 와 함께 유전자 변형 샐러드에 합류할 수 있을 것입니다 .
해당 연구는 Plant Journal 에 게재되었습니다 .
출처: IBMCP
과학자들은
디자이너 야채의 요오드와 칼륨 수치를 미세 조정합니다.
연구를 위해 상업적 환경에서 토양 없이 다양한 식용 식물을 재배했습니다.
마시밀리아노 레나
특정 건강 문제가 있는 사람들을 위한 음식을 만들고자 하는 의도로, 이탈리아의 과학자들은 무, 완두콩,
아루굴라, 스위스차드 식물을 재배하여 특정 영양소를 정확하게 조절했습니다.
그리고 그들은 토양 없이 그것을 했습니다.
이탈리아 남부의 상업용 마이크로그린 농장에서 일하면서 연구자들은 다양한 채소의 요오드와 칼륨 양을 조절할 수 있는지 알아보고 싶어했습니다.
이 농장의 그린은 액체 배지에서 재배되며 연구자들은 이를 통해 프로젝트를 더 쉽게 수행할 수 있다고 말합니다.
연구자들은 "무토양 재배는 신선한 야채의 품질을 향상시키는 진보적이고 환경 친화적인 농업 관행으로 간주됩니다.
"라고 말하며 "무토양 시스템은 영양소 용액을 정확하고 효과적으로 조절할 수 있는 기회를 제공합니다.
"라고 덧붙였습니다.
연구팀은 다양한 성장 배지 조성을 실험한 후, 특별한 조성으로 재배하지 않은 식물에 비해 요오드 함량이 14배 높은 야채를 생산할 수 있었습니다.
요오드는 적절한 갑상선 건강에 중요한 영양소입니다.
일반적으로 강화 식탁소금, 우유, 생선, 계란에서 발견되지만 건강 기관에서 소금 섭취를 줄이라고 요구하고 채식주의 라이프스타일로 이동하면서 식단에서 점차 사라지고 있습니다.
연구자들은 다른 식품에서 요오드의 존재감을 높이면
소비자의 건강을 지원하는 데 도움이 될 수 있다고 생각합니다.
그다음, 과학자들은 신장 질환을 앓고 있는 사람들에게 위험한 영양소인 칼륨을 45% 줄인 동일한 야채를 재배하는 데 성공했습니다.
연구자들은 "야채에는 칼륨 함량이 높기 때문에 신장 기능이 손상된 환자에게는 야채를 먹지 말라고 하거나, 야채를 물에 담가 끓여서 칼륨 함량을 빼내는 방법이 권장되기도 한다"고 말했다.
"그러나 이러한 조리 방법을 사용한 칼륨 감소는 제한적일 수 있는 반면, 다른 중요한 미네랄과 비타민은 상당히 손실될 수 있습니다.
"라고 그들은 덧붙였습니다.
"이런 맥락에서 칼륨 함량이 낮은 야채를 생산하는 것이 큰 관심사가 될 수 있습니다."
이탈리아 식량 생산 연구소, 국가 연구 위원회, 바리-알도 모로 대학의 연구원들은 다음으로 단순히 재배 매체를 바꾸는 것이 아니라 식물의 대사 경로를 직접 바꾸어 식용 작물의 영양 프로필을 변화시키는 것에 주목할 계획입니다.
"이러한 기술의 최적화에는 표적 분자의 합성에 관여하는 대사 경로를 포함한 식물의 분자 생물학에 대한 심층적인 연구와 성장 조건의 지속적인 개선이 필요합니다.
"라고 그들은 말했습니다.
"첨단 과학 지식과 혁신적인 기술을 결합하면 더 건강하고 영양적으로 강화된 채소
생산에 새로운 관점을 열 수 있습니다."
그들의 최근 연구는 Journal of the Science of Food and Agriculture 에 게재되었습니다 .
출처: Phys.org를 통한 화학 산업 협회
미국 규제 기관, 유전자 변형 보라색 토마토 승인
토마토는 인간 건강에 유익한 것으로 알려진 보라색 항산화제를 높은 수준으로 생산하도록 유전자 편집되었습니다.
노퍽 식물 과학
10년 이상의 개발 끝에 영양이 강화된 보라색 토마토가 미국 농무부(USDA)에서 재배하기에
안전하다고 인정되었습니다.
이 토마토는 유전자 편집을 거쳐 기존 품종보다 10배 더 많은 항산화제를 생산합니다.
2008년에 Nature Biotechnology 저널에 흥미로운 연구가 발표되었습니다 . 이 연구는 안토시아닌이라는 항산화제를 대량으로 생산하도록 유전자 편집된 토마토 종류에 대해 보고했습니다.
안토시아닌은 블루베리와 붉은 양배추와 같은 많은 음식에서 자연적으로 발견됩니다.
그들은 이러한 음식의 보라색 색소를 담당하며 심장병과 당뇨병의 위험 감소를 포함한 다양한 건강상의 이점과 관련이 있습니다.
자연적으로 보라색 껍질을 가진 일부 토마토 종류는 안토시아닌 수치가 낮지만 일부 식품 과학자들은 몇 가지 유전적 조정으로 그 수치를 높일 수 있을지 궁금해했습니다.
다른 식물(스내드래곤)에서 두 개의 유전자를 추출하여 보라색 토마토 종류에 첨가했습니다.
이 유전자는
식물의 안토시아닌 생성 능력을 증폭시켜, 진한 보라색 살을 가진 독특한 토마토를 만들어냈습니다.
2008년 연구 에서는 암을 발병하도록 조작된 쥐에 대한 안토시아닌이 강화된 이 토마토의 건강 효과를 테스트했다고 보고했습니다 . 보라색 토마토가 보충된 식단을
먹은 쥐는 일반 식단을 먹은 쥐보다 30% 더 오래 사는 것으로 나타났습니다.
"이것은 만성 질환의 영향을 줄임으로써 식단을 통해 건강을 증진할 수 있는 잠재력을 제공하는 최초의 대사 공학 사례 중 하나입니다.
" 식물 생물학자 캐시
마틴은 2008년에 이렇게 말했습니다.
"그리고 모든 소비자에게 잠재적인 이점을 제공하는 특성을 가진 GMO[유전자 변형 생물체]의 첫 번째 사례입니다."
오랜 시간 동안 규제 절차를 거친 유전자 변형 보라색 토마토는 USDA 동물 및 식물 건강 검사청(APHIS)의 승인을 받아 시장에 한 걸음 더 가까워졌습니다.
이 승인은 유전자 변형 식물이 더 이상 재배 장소와 방법을 제한하는 엄격한 통제로 규제되지 않는다는 것을 의미합니다.
다른 허용 작물과 마찬가지로 미국 내 어디에서나 안전하게 재배할 수 있습니다.
"Cathie와 저는 15년 전 NPS[Norwich Plant Sciences]를 설립하여 영국에서 발명된 건강을 증진하는 유전자 변형 보라색 토마토를 시장에 내놓았을 때, 규제 승인을 받는 데 이렇게 오랜 시간이 걸릴 줄은 생각지 못했습니다.
" 10년 이상 Martin과 함께 식물의 상용화를
위해 노력해 온 Jonathan Jones의 말입니다.
"이것은 작물 개량에 있어서 중요한 날이며, USDA가 그 특성을 설명하는 자세한 정보 문서를 신중하게 검토한 후 유익한 제품을 승인했습니다."
지난 몇 년 동안 강화된 토마토의 여러 용도가 탐구되었습니다.
과학자들은 처음에 암이나 심혈관 질환이 있는 환자를 대상으로 임상적으로 테스트할 수 있는 안토시아닌이 풍부한 토마토 주스를 생산하는 데 주력했습니다.
그러나 그런 종류의 제품은 시장에 출시되기 전에 훨씬 더 많은 테스트와 규제 장벽에 직면해 있습니다.
따라서 Martin과 Jones의 첫 번째 단계는 이 보라색 토마토 씨앗을 가정 재배자에게 판매하는 것입니다.
미국의 승인은 유전자 변형 제품의 재배를 허용하는 세계 최초의 사례입니다.
Martin과 Jones는 토마토가 곧 영국에서 승인되기를 바랍니다.
"이제 우리는 많은 사람들에게 건강한 보라색 토마토를 나눠주는 꿈에 한 걸음 더 다가갔습니다.
" 마틴이 말했다.
"달콤하면서도 씁쓸한 점은 토마토가 영국이 아닌 미국에서 판매된다는 것입니다.
하지만 장점은 국내 재배자에게 집중함으로써 소비자 중심이
될 수 있고, 다른 제품을 개발하는 데 필요한 피드백과 관심을 얻을 수 있다는 것입니다."
출처: USDA , John Innes Centre
보라색 감자는 다채로울 뿐만 아니라 건강에도 좋습니다.
보라색 감자는 어때요?
캘리포니아 주립대
콜로라도 주립 대학(CSU)의 연구자들은 기존의 흰색과 노란색 품종보다
항산화 성분이 훨씬 풍부한 새로운 품종의 보라색 감자를 개발했습니다.
이 품종은 블루베리와 석류와 같은 슈퍼푸드와 동등한 것으로 알려져 있어 겸손한 감자를 건강 식품으로 업그레이드할 가능성이 있습니다.
CSU 감자 프로그램은 빨간색, 보라색, 노란색, 흰색 등 다양한 색상의 감자를 개발했습니다.
보라색과 빨간색 품종은 항산화제가 가장 많이 함유되어 있어 단백질과 DNA를 자유 라디칼의 손상으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.
연구자들은 다채로운 감자는 비타민 C, 엽산, 미네랄, 칼륨, 철분, 아연 및 페놀 화합물의 공급원이 될 수도 있다고 말합니다.
그들은 암, 심장 관련 질환 및 죽상경화증과 같은 질병을 예방하는 데 도움이 될 수 있다고 합니다.
새로 개발된 감자의 또 다른 장점은 감자를 튀기거나 구울 때 형성되는 발암성 화학 물질인 아크릴아마이드 수치가 낮다는 것입니다.
연구팀은 또한 보라색과 빨간색 감자의 식물 화학 물질이 당뇨병 환자가 백내장을 앓을 가능성을 낮출 수 있는 특성을 가지고
있다는 것을 발견했습니다.
연구자들은 그들의 연구가 감자의 리브랜딩을 도울 수 있고 건강 문제로 인한 판매 부진에서 회복하는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다.
그렇긴 하지만 감자는 그렇게 나쁘지 않습니다.
여전히 미국에서 가장 큰 채소 작물이고 전 세계에서 네 번째로 큰 작물이며
밀, 쌀, 옥수수에 밀리고 있습니다.
출처: CSU
비타민 D가 더 풍부하도록 유전자 조작된 CRISPR 토마토
연구원이 비타민 D 함량이 더 높은 유전자 조작 토마토(왼쪽)와 일반 야생 토마토(오른쪽)를 비교하고 있다.
비타민 D 결핍은 증가하는 건강 문제이지만, 이 영양소가
풍부한 음식은 거의 없습니다.
이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 이제 CRISPR 유전자 편집을 사용하여 토마토에 비타민 D를 강화했습니다.
비타민 D는 신체가 칼슘과 인을 흡수하고 유지하는 데 도움이 되므로 뼈 건강을 유지하고 면역 체계를 강화하는 데 특히 중요합니다
. 그러나 음식만으로는 충분한 양을 얻기가 어렵고, 대부분은 태양의 자외선에 반응하여 피부에서 생성됩니다.
불행히도, 많은 사람들이 여전히 비타민 D를 충분히 섭취하지 못하고 있으며, 전 세계적으로 약 10억 명이 비타민 D 결핍으로 고통받고 있습니다.
이는 심장병, 일부 암 , 자가면역 질환 , 뼈와 근육 약화 등의 위험을 증가시키는 것으로 보입니다.
새로운 연구를 위해 존 이네스 센터의 연구원들은 토마토를 유전자 조작하여 새로운 비타민 D 공급원을 제공하기로 했습니다.
이 과일은 이미 7-DHC라는 비타민 D 전구체를 자연적으로 함유하고 있는 것으로 알려져 있지만, 매우 낮은 수준이고
보통 먹지 않는 잎에만 들어 있습니다.
이를 바꾸기 위해 연구자들은 CRISPR-Cas9 유전자 편집 시스템을 사용하여 토마토 게놈에서 일반적으로 7-DHC를 다른 분자로 변환하는 특정 효소를 껐습니다.
이 효소가 없으면 7-DHC가 토마토의 살, 껍질, 잎에 훨씬 더 높은 수준으로 축적됩니다.
중요한 것은 이 효소를 차단해도 토마토 식물의 성장, 발달 또는 수확량에 영향을 미치지 않았다는 것입니다.
인간의 피부와 마찬가지로, 7-DHC는 토마토를 UVB 빛에 노출시키면 비타민 D3로 전환될 수 있습니다.
그 후, 토마토 한 개에 달걀 두 개나 참치 28g(1온스)만큼의 비타민 D가 들어 있는 것으로 밝혀졌고, 예를 들어 햇볕에 말린 토마토에서는 이
양이 증가할 수 있습니다.
토마토 열매를 더 영양가 있게 만드는 것 외에도, 연구팀은 비타민 D가 풍부한 잎을 낭비하지 않고 보충제를 만드는 데 사용할 수도 있다고 말합니다.
가지와 감자와 같은 다른 식물도 동일한 생화학적 경로를 가지고 있으므로 동일한 종류의
전자 편집을 사용하여 더 영양가 있게 만들 수도 있습니다.
해당 연구는 Nature Plants 저널에 게재되었습니다 .
출처: John Innes Centre