گیاهی که شیر مادر تولید می کند!

به گزارش ایسنا، دانشمندان موفق شدند یکی بستگان نزدیک گیاه تنباکو را برای تولید مواد مغذی موجود در شیر مادر اصلاح ژنتیکی کردند.

برای هزاران سال، شیر مادر به عنوان منبع تغذیه ایده آل برای نوزادان در نظر گرفته شده است، زیرا سرشار از مواد مغذی ضروری و ترکیبات تقویت کننده سیستم ایمنی است و شروعی عالی برای یک زندگی سالم است.

اما برای برخی از مادران شیردهی همیشه امکان پذیر نیست. این منجر به تولید شیر خشک برای نوزادان شده است، اما آنها اغلب فاقد قندهای پیچیده موجود در شیر مادر به نام الیگوساکاریدهای شیر انسان (HMOs) هستند.

اکنون دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا برکلی با مهندسی ژنتیکی گیاهان برای تولید این HMO های حیاتی گام بزرگی به جلو برداشته اند و راه را برای نسل جدیدی از شیر خشک نوزادان و حتی جایگزین های گیاهی سالم تر برای بزرگسالان هموار کرده اند.

این تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر. پاتریک شی نشان داده است که این گیاه اصلاح شده ژنتیکی به نام Nicotiana benthamiana می تواند HMO تولید کند.

پتانسیل HMO

شیر مادر حاوی حدود 200 HMO مختلف است. در حالی که HMO ها توسط نوزاد قابل هضم نیستند، آنها به عنوان یک منبع تغذیه مهم برای باکتری های مفید روده در چند هفته اول زندگی عمل می کنند.

با ترویج باکتری‌های سالم روده، HMOs با کاهش خطر عفونت‌های ویروسی و باکتریایی مرتبط است و ممکن است فواید دیگری برای سلامتی داشته باشد.

در حال حاضر، تنها تعداد محدودی از HMOs را می توان با استفاده از باکتری E. coli مهندسی شده سنتز کرد، روشی که هم چالش برانگیز و هم گران است. تولیدکنندگان عمده شیر خشک برای نوزادان شروع به ترکیب این HMO ها در محصولات خود کرده اند، اما پیچیدگی و هزینه این فرآیند، استفاده گسترده از آنها را محدود کرده است.

اکنون این گیاه اصلاح‌شده ژنتیکی جایگزین امیدوارکننده‌ای ارائه می‌کند که قادر به تولید طیف وسیع‌تری از HMO به طور کارآمدتر است.

پیشرفت در مهندسی ژنتیک

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی در مطالعه خود، فرآیندهای تولید شکر در این گیاه را برنامه ریزی مجدد کردند. آنها ژن‌هایی را وارد کردند که برای تولید آنزیم‌های خاص مورد نیاز برای ترکیب قندهای پایه به نام مونوساکاریدها در ساختارهای پیچیده HMO طراحی شده بودند.

این گیاه اصلاح شده ژنتیکی قادر به تولید 11 HMO شناخته شده بود که نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در این زمینه است.

پاتریک شی می گوید: «ما هر سه گروه اصلی الیگوساکاریدهای شیر انسان را ساختیم. تا آنجا که من می دانم، هنوز هیچ کس نشان نداده است که امکان تولید هر سه گروه به طور همزمان در یک ارگانیسم وجود دارد.

این موفقیت شامل تولید LNFP1، یک HMO مرتبط با کاهش عفونت‌های نوزادی بود.

پیامدها و چالش های آینده

پاتریک شی آینده ای را تصور می کند که در آن شیرخشک نوزاد می تواند با ترکیب این HMO های گیاهی به طور قابل توجهی بهبود یابد و به طور بالقوه به گزینه های سالم تر و مقرون به صرفه تر برای نوزادان منجر شود.

او می گوید: تصور کنید که بتوانید تمام الیگوساکاریدهای موجود در شیر انسان را در یک گیاه بسازید. سپس می‌توانید این گیاه را آسیاب کنید، همه اولیگوساکاریدها را یکجا استخراج کرده و مستقیماً به فرمول اضافه کنید.

شی در حالی که چالش‌های موجود در پیاده‌سازی و تجاری‌سازی این راه‌حل را می‌پذیرد، به پتانسیل این فناوری خوش‌بین است.

به گفته وی، پیامدهای این تحقیق فراتر از تغذیه نوزادان و کاربردهای گسترده تر تغذیه و سلامت است. وی خاطرنشان کرد که این فناوری نه تنها می تواند شیر گیاهی را برای نوزادان بهبود بخشد، بلکه می تواند برای بسیاری از جنبه های دیگر تغذیه و سلامت بزرگسالان نیز مفید باشد.

شی همچنین افزود که گیاهان قبلاً مهندسی ژنتیکی شده اند تا روغن ها و اسیدهای چرب سالم تری تولید کنند و این تنها نمونه ای از این است که چگونه می توانیم گیاهان را برای بهبود سلامت انسان دستکاری کنیم.

این رویکرد جدید می تواند راه را برای شیرهای گیاهی مغذی تر و بدون لبنیات برای بزرگسالان هموار کند و به طور بالقوه منجر به توسعه داروهای جدید مبتنی بر HMO شود.

این مطالعه در مجله Nature Food منتشر شده است.