BIOTRIN je nezisková organizace vytvořená vědeckými
pracovníky pro šíření informací o moderních biotechnologiích.
Je tu pro vaši informaci a jako fórum vašich názorů.

Kukuřice ZFN-12 se sníženým obsahem fytátu

  • organismus: kukuřice
  • nová vlastnost: nižší obsah fytátu
  • zacíleno na: chovatele
  • technika vzniku: zinkové prsty
  • povoleno v EU: ne
Kukuřice ZFN-12 se sníženým obsahem fytátu
(c) Ing. Barbora Hošková, VŠCHT Praha

Fytát, derivát kyseliny fytové, známé také pod názvem fytin, je běžnou součástí těl rostlin. Tvoří hlavní zásobárnou fosforu v semenech rostlin, například v semenech obilovin, olejnin a luštěnin představuje 50 – 85 % fosforu. Zásoba fosforu a mikroprvků uložená ve fytátu je určena pro klíčící rostlinu a současně je také zásobárnou energie. Při klíčení semen se vytváří enzym fytáza, který štěpí fytát. Uvolněný fosfát a kationty jsou využívány pro vývoj rostliny.

Kyselina fytová je však považována za antinutriční faktor, protože na sebe váže prvky jako např. vápník, zinek a železo. Vazba kationtů a kyseliny fytové je natolik silná, že podstatně ztěžuje jejich vstřebávání při trávení. Uvádí se, že nedostatek kationtů v potravě, zejména zinku a železa, vede k fyziologickým změnám. Kupříkladu nedostatek zinku u živočichů způsobuje poškození kůže, retardaci růstu a špatnou funkci pohlavních orgánů.

Nedostatek železa vede k anemii. Tento problémem převažuje v zemích třetího světa, kde jsou potraviny bohaté na kyselinu fytovou, ale mají nedostatek kationtů vázaných na kyselině fytové. Bylo prokázáno, že částečná defosforylace (odebrání fosfátových skupin) snižuje schopnost kyseliny fytové vázat kationty. Například již ve formě tetrafosfátu inositolu, tj. se čtyřmi navázanými fosfátovými skupinami, namísto pěti, nebrání vstřebávání vápníku a zinku.

Využití fosforu z kyseliny fytové během trávení u přežvýkavců je téměř bezproblémové. Díky mikroflóře přítomné v jejich bachoru je kyselina fytová zcela rozložena a uvolněné fosfátové ionty jsou vstřebány.

U zvířat s jednoduchým žaludkem, jako jsou prasata a drůbež, je využití fytátového fosforu malé. V oblastech s velkým rozšířením chovů prasat a drůbeže je špatná stravitelnost kyseliny fytové hlavní příčinou znečištění vod fosfáty, které mají velký dopad na životní prostředí.

Možností, jak výrazně snížit tento nepříznivý účinek velkochovů a současně zvýšit nutriční hodnotu krmiv a zdravotní stav zvířat, je hned několik. Například v zemích EU je běžné přidávání externí fytázy (např. z houby Aspergillus niger) do krmiv monogastrických hospodářských zvířat.

Více možností nabízí techniky genetického inženýrství. Jednou z nich je vložení genu pro fytázu do genomu obiloviny, jež je využívána ke krmným účelům.

V této souvislosti je na místě zmínit, že již v r. 2010 prováděla Univerzita Palackého v Olomouci, na základě povolení a pod dohledem Ministerstva životního prostředí, polní pokusy s geneticky modifikovaným (GM) krmným ječmenem obohaceným o gen pro fytázu. Finanční náročnost ověřování bezpečnosti GM plodin a postoje některých zemí EU k nim, však prakticky vyloučily jejich zavedení do praxe.

V zámoří byl tento gen vložen také do dědičné výbavy prasete. Jejich experimentální chov však byl po řadě let, díky nezájmu praxe, zcela zrušen.

Schůdnější alternativou se nyní jeví využití některé z nových technik šlechtění (NBT), kupř. k vyřazení z funkce některého z vlastních genů plodiny, jež souvisí s tvorbou fytinu.

Již v r. 2009 společně publikovali pracovníci firem Dow AgroSciences a Sangamo BioSciences z USA vědeckou práci zaměřenou na ověření možnosti cílených úprav rostlinného genomu pomocí nové techniky využívající nukleázy zinkových prstů (ZFN). S ohledem na výše zmíněné aspekty, padla jejich volba na gen IPK a jeho varianty související s tvorbou fytátu. Konkrétně byl jejím prostřednictvím vyřazen z funkce gen IPK1, který kóduje jednu variantu enzymu kinázy inositolu zodpovědnou za závěrečný krok v navazování fosfátových skupin na inositol a tvorbu fytátu v semenech. V důsledku toho se v semenech kukuřice ZFN-12 vytváří méně fytátu.

Autorům práce se podařilo vyvinout široce využitelný a variabilní postup přesných genových úprav dědičné výbavy rostlin založený na konkrétním designu ZFN. Vedle toho byla získána řada linií kukuřice vytvářející ve svých pletivech méně fytátu. Současně autoři prokázali, že takto upravená kukuřice přenáší tento nový znak na potomstvo.

Geneticky upravená kukuřice ZFN-12 získala v r. 2010 od příslušného amerického úřadu (APHIS – Animal and Plant Health Inspection Service, USDA) status „non-regulated“, tj. neregulováno jako GMO. Kukuřice ZFN-12 určená k pěstování a její produkty mohou být v USA uvedeny na trh, aniž by podléhaly regulaci – požadavkům kladeným na GMO (geneticky modifikované organismy).

 

Původní vědecký zdroj:

Shukla, V.K., Doyon, Y., Miller, J. C., DeKelver, R. C., Moehle, E. A., Worden, S. E., et al. Precise genome modification in the crop species Zea mays using zinc-finger nucleases. Nature 2009, 459, 437-441. doi:10.1038/nature07992

 

Další zdroj:

United States Department of Agriculture, 2010 [online]. APHIS, Biotechnology Regulatory Services., [cit. 15.9.2022]. Dostupné z: https://www.aphis.usda.gov/biotechnology/downloads/reg_loi/DOW_ZFN_IPK1_052610.pdf

 

Database EUginius (EUropean GMO INItiative for a Unified Database System), 2021 [online]. GE-ZFN-12 Maize. [cit. 15.9.2022]. Dostupné z:

https://euginius.eu/euginius/pages/gmo_detail.jsf?gmoname=GE-ZFN-12+Maize

 

Aktualizace ke dni: 20.11.2022

Aktuálně

ZPRÁVA Z KONFERENCE
NBT - naděje v boji s klimatickou změnou


uspořádali jsme pro vás

NBT KONFERENCI

26.5. 2022 | BIOTRIN


NOVÁ
Databáze NBT plodin | BIOTRIN


uspořádali jsme pro vás
promítání filmu
WELL FED
s následnou diskuzí
Promítání Well fed ODLOŽENO na říjen

Top