Использование маниока для борьбы с дефицитом витамина А

Корни маниока (Manihot esculenta) служат основным источником углеводов в рационе людей во многих засушливых регионах мира, включая более 250 миллионов человек в Африке к югу от Сахары. К сожалению, корни коммерческих сортов маниока содержат мало микроэлементов, и их дефицит широко распространён в этих регионах. Помимо программ по доставке витаминных добавок, ведутся значительные усилия по биофортификации — увеличению количества доступных микроэлементов в основных культурах, таких как маниок.

Статья, опубликованная на этой неделе в The Plant Cell, описывает результаты совместной работы под руководством профессора Петера Бейера из Фрайбергского университета (Германия) и исследователей из Международного центра тропического сельского хозяйства (CIAT) в Колумбии. Учёные изучили естественный вариант маниока с жёлтыми корнями, чтобы понять синтез провитамина А каротиноидов — пищевых предшественников витамина А. Бейер также был соавтором создания "Золотого риса", биообогащённой культуры, обеспечивающей предшественники витамина А, обычно отсутствующие в потребляемом рисе.

В этой работе учёные сравнили разные сорта маниока с белыми, кремовыми или жёлтыми корнями (более жёлтый цвет соответствует большему количеству каротиноидов), чтобы определить причину более высокого уровня каротиноидов в редком сорте с жёлтыми корнями. Различие было сведено к замене одной аминокислоты в ферменте фитоенсинтазе, который функционирует в биохимическом пути производства каротиноидов. Авторы показали, что аналогичное изменение в фитоенсинтазах других видов также приводит к увеличению синтеза каротиноидов, что указывает на потенциальную применимость исследования к ряду различных сельскохозяйственных растений. Более того, им удалось превратить сорт маниока с белыми корнями в растение с жёлтыми корнями, накапливающее бета-каротин (провитамин А), с помощью трансгенного подхода, повышающего активность фермента фитоенсинтазы в корне.

Эта работа сочетает генетику, биохимию и молекулярную биологию, углубляя понимание биосинтеза каротиноидов. "Она прокладывает путь для использования трансгенных или традиционных методов селекции для создания коммерческих сортов маниока с высоким содержанием провитамина А каротиноидов путём замены одной аминокислоты, уже присутствующей в маниоке", — говорит Бейер. Таким образом, это может стать большим шагом в борьбе с дефицитом витамина А, который, по оценкам, затрагивает примерно треть детей дошкольного возраста в мире.