Andy Sacks / Getty Images
Tärkeimmät takeaways
- Allergeenien määrän vähentämiseksi elintarvikkeissa, kuten vehnässä ja maapähkinöissä, tutkijat muuntavat geneettisesti geneettistä koodia, joka luo allergeenisia proteiineja.
- Prosessiin kuuluu allergeenisten proteiinien, kuten sellaisten, jotka sisältävät vehnässä olevaa gluteenia, riisuminen.
- CRISPR-tekniikan avulla tutkijat voivat poistaa allergeenit muuttamalla kasvin geneettistä koodia.
Yhdysvalloissa yhdellä kymmenestä aikuisesta ja yhdellä 13: sta lapsesta on ruoka-aineallergia, ja niiden lukumäärä vain kasvaa. "Suureksi kahdeksaksi" kutsuttu ryhmä kasvia, mukaan lukien vehnä, maapähkinä ja soija, aiheuttaa 90% ruoka-aineallergioista. Yhdysvaltain maatalousministeriön (USDA) mukaan.
Ongelman lievittämiseksi tutkijat siirtyvät lähteeseen muuntamalla geneettisesti kasveja tuottamaan vähemmän allergeeneja.Sachin Rustgi, Ph.D., molekyylikasvatuksen apulaisprofessori Clemsonin yliopistossa Etelä-Carolinassa pyrkii vähentämään vehnän gluteenipitoisuutta tekemään siitä syötävämpää keliakiaa ja gluteeniherkkyyttä sairastaville. Hän esitteli tiiminsä tutkimuksen vuoden 2020 ASA-CSSA-SSSA-vuosikokouksessa marraskuussa.
Intiassa kasvanut Rustgi muistelee, että hänen yhteisössään olevat ihmiset kokivat "kesän ripulia" lämpiminä kuukausina, jolloin ihmiset syövät usein vehnänleipää eikä maissipohjaista leipää. Vasta äskettäin asiantuntijat alkoivat liittää ilmiön laajalle levinneeseen keliakiaan ja gluteenittomuuteen. Hän toivoo, että luomalla hypoallergeenisia vehnälajikkeita ihmisillä on varaa kuluttaa vehnätuotteita ilman kalliita lääkkeitä.
"Jos voimme parantaa ruokaa ja se auttaa vähentämään jonkinlaista vaivaa, joka on mielestäni helppo korjaus pikemminkin kuin todellinen lääkkeiden tai vastaavan löytäminen, koska se lisää elinkustannuksia", Rustgi kertoo Verywellille .
Pohjois-Carolinassa sijaitsevan IngateyGenin, elintarviketeknologiayrityksen perustaja ja johtava tutkija Hortense Dodo on työskennellyt vuosikymmenien ajan suunnitellessaan hypoallergeenista maapähkinää. Hän sanoo tunnustavansa, että maapähkinäallergioilla on "erittäin stressaavaa elämää", ja toivoo, että hänen työnsä avulla voidaan lievittää joitain ruokaallergioihin liittyviä haasteita.
"Haluamme varmistaa, että keksimme aivan uusia ratkaisuja jännitteiden, pelottavan pelon ja tunteiden lievittämiseksi perheille, kun heillä on lapsi maapähkinöille", Dodo kertoo Verywellille.
Mitä tämä tarkoittaa sinulle
Tutkijat ovat onnistuneesti luoneet useita allergeenittomia kasveja, joiden on osoitettu olevan turvallisia kulutukselle. Näiden viljelykasvien on kuitenkin käytävä läpi sääntelyvirastojen pitkiä hyväksyntämenettelyjä ja osoitettava olevansa elinkelpoisia kaupallisilla markkinoilla. Asiantuntijoiden mukaan, kun allergeenittomia elintarvikkeita tulee kaupallisesti saataville, on tärkeää, että ne on merkitty asianmukaisesti, jotta kuluttajat ymmärtävät tuotteen.
Suunnittele turvallisempi laitos
Kun joku ei siedä ruokaa, kuten maapähkinä, ihmiset sanovat usein, että heillä on vain "maapähkinäallergia". Dodo sanoo kuitenkin, että tämä epäherkkyys voidaan katsoa johtuvan yhdestä tai useammasta kasvien allergeeniproteiinista. Esimerkiksi maapähkinöissä on 16 proteiinia, joiden on osoitettu aiheuttavan allergisia reaktioita.
Dodo-tutkimusryhmä pyrki kehittämään hypoallergeenista maapähkinäkasvia geenien muokkaustekniikalla tärkeimpien allergeenien poistamiseksi, vaikka joitain pieniä allergeeneja onkin jäljellä.
"Aloitimme työmme keskittymällä pääallergeeniin", Dodo sanoo. "Meillä on maapähkinäkasvi, jonka allergeenisuus on huomattavasti alhaisempi."
Varhaisissa pyrkimyksissä modifioida geneettisesti allergeenisia kasveja käytettiin tekniikkaa nimeltä RNA Interference (RNAi). Tämä tekniikka vaatii tutkijoita sitomaan vieraan RNA-osan - esimerkiksi toisesta kasvista - geneettiseen koodiin, jota he yrittävät muuttaa. Rustgi sanoo, että hänen tiiminsä käytti RNAi: ta kohdentamaan ja poistamaan geenin, joka toimi allergisten reaktioita aiheuttavien gluteeniproteiinien "pääsäätelijänä".
Sitten vuonna 2012 tutkijat osoittivat, että CRISPR-Cas9 -työkalua, joka tunnetaan nimellä CRISPR, voidaan käyttää leikkaamaan osa DNA: sta ja muuttamaan kyseisen osan koodia. CRISPR antaa tutkijoille mahdollisuuden määrittää tarkalleen mitkä geneettisen koodin osat he haluavat muuttua ja voivat tehdä niin viemättä RNA: ta vieraasta ruumiista.
"CRISPR esitteli vaihtoehtoisia versioita geeneistä, jotta voit todella luoda pistemutaation", Rustgi sanoo. "Se tarkoittaa, ettet esitä, vaan muutat vain sitä, mikä on luonnostaan olemassa."
Kasvit, joita muokataan CRISPR: llä, voidaan hyväksyä myös nopeammin kuin vanhempia RNAi-tekniikoita käyttävät kasvit. "[CRISPR] on tehokkaampi ja tarkempi tekniikka", Dodo sanoo. "Sääntelyn kannalta on paljon helpompaa saada tuotteesi Yhdysvaltain markkinoille".
Vetoaminen kuluttajalle
Kasvitieteilijöille ero geneettisesti muunnettujen organismien (GMO) välillä, jotka käyttävät tuotuja geenitietoja, ja niiden välillä, joissa nykyisiä geenejä muutetaan, on tärkeä vakuuttaa kuluttajat muokatun ruoan turvallisuudesta. Vuoden 2016 Pew Research Center -tutkimuksen mukaan 39% vastaajista sanoi, että muuntogeeniset elintarvikkeet ovat haitallisia terveydelle ja vain 10% sanoo, että tällaiset elintarvikkeet ovat parempia terveydelle.
Rustgi sanoo, että vaikka Yhdysvalloissa on paljon ihmisiä, joilla on herkkä gluteeni, jotka ovat valmiita kokeilemaan GMO-vehnää, kuluttajat monissa maailman maissa, etenkin maissa, joissa lukutaito on alhaisempi, saattavat suhtautua skeptisesti geneettisesti muunnettuihin elintarvikkeisiin. Koska viennissä vietetään niin paljon amerikkalaista vehnää, Rustgi sanoo, että allergeenivehnä ei ole vielä osoittautunut kaupallisesti kannattavaksi.
"Emme halua vaarantaa vientiä sillä, että meillä on todella jotain, jota meiltä maahantuojat eivät halua nähdä", Rustgi sanoo. "Kun näemme yhä useamman lukutaidon saaneen maissa, joihin vietämme, näemme tämän muutoksen."
Markkinoilla ei ole vielä geneettisesti muunnettuja vehnätuotteita. Elintarvike- ja lääkeviraston (FDA) ja USDA: n hyväksynnän saaminen voi olla pitkä ja kallis prosessi, ja joillakin kuluttajilla voi olla väärinkäsitys siitä, että GMO-vehnä todella lisää gluteeniherkkyyttä.
Hypoallergeenisten kasvien mittaaminen
Tutkimukset osoittavat, että ravintokuitulähteet ovat tärkeitä vahvan suolen mikrobiomin rakentamiseksi ja ylläpitämiseksi. Hyödylliset bakteerit ja muut suoliston lajit ruokkivat prebiootteja, kuten vehnän kuitua.
Rustgi sanoo, että poistamalla gluteenia vehnästä kasvi menettää vain vähän tai ei lainkaan ravintoarvoa. Gluteeni on kuitenkin välttämätöntä monille leivonnaisille ominaisen rakenteen ja pureskeltavuuden luomisessa.
Gluteeni koostuu kolmesta allergeeniproteiinista. Leivonnalle tärkeimmän, nimeltään korkeamolekyylinen gluteniini, uskotaan olevan yleisesti turvallinen keliakiaa ja gluteenia herkkyydelle kärsiville ihmisille.Rustgin tiimi havaitsi, että poistamalla pääallergeenit, mutta pitämällä korkeamolekyyliset gluteenit jauhoissa, hypoallergeeniset jauhot tuottivat samanlaisia tuloksia kuin muuntamattomat vehnäjauhot.
"Se voi leipoa kohtuullisen laadukkaaksi leiväksi - paremmaksi kuin riisistä valmistettu", hän sanoo.
Kolmen vuoden kenttätestauksen jälkeen Dodo sanoo, että allergeenipitoisilla maapähkinöillä ei ollut merkittävää eroa makussa tai kasvussa verrattuna kaupallisiin maapähkinöihin.
Rustgi ja Dodo korostavat, että kun allergiaa estävät elintarvikkeet pääsevät kuluttajamarkkinoille, selkeät merkinnät ovat kriittisiä. Sen sijaan, että väittäisit, että erilainen vehnä tai maapähkinä on allergeeniton, olisi harhaanjohtavaa, Rustgi sanoo, koska ihmisten on tiedettävä tarkalleen mitä proteiineja elintarvikkeet sisältävät ja mitkä puuttuvat.
Molemmat tutkijat sanovat toivovansa jatkaa sellaisten kasvien kehittämistä, jotka ovat mahdollisimman lähellä allergeenittomia.
"Eri ryhmät tai laboratoriot käyttävät erilaisia työkaluja tai erilaisia tekniikoita", Dodo sanoo. "Mutta luulen, että kaikki ovat huolestuneita ratkaisun löytämisestä allergiaongelmaan."
