گروهی از پژوهشگران موفق شدند: یک پروتئین مهم شیر گاو را در دانههای یک گیاه آزمایشگاهی تولید کنند؛ دستاوردی که میتواند در آینده راه را برای تولید محصولات لبنی بدون نیاز به دامداری هموار کند.
این پژوهش نشان میدهد: گیاه آرابیدوپسیس (Arabidopsis) قادر است پروتئین بتا-کازئین، یکی از اصلیترین پروتئینهای شیر، را تولید کند. این پروتئین نقش مهمی در ارزش غذایی شیر و همچنین بافت کشسان و ذوبشونده پنیر دارد.
پژوهشگران با مهندسی ژنتیک تلاش کردند بتا-کازئین را به بخش مشخصی از سلولهای دانه منتقل کنند تا ذخیره و استخراج آن آسانتر شود. اما بررسیهای میکروسکوپی نشان داد ، این پروتئین برخلاف انتظار، به محل تعیینشده نرفت و در اطراف قطرات روغنی داخل دانه تجمع یافت.
به گفته محققان، این تجمع باعث ایجاد تودههای متراکم پروتئینی و تغییر چشمگیر ساختار داخلی دانهها شد؛ تغییری که در گیاهان طبیعی مشاهده نمیشود.همچنین تصاویر میکروسکوپی نشان داد؛ در دانههای اصلاحشده، قطرات بزرگ روغن جای خود را به تعداد زیادی قطره کوچک دادهاند و تودههای غیرعادی پروتئین در مرکز سلولها شکل گرفته است.
پژوهشگران معتقدند: علت این پدیده، اتصال بتا-کازئین به پروتئین گیاهی «اولئوسین» است؛ پروتئینی که به طور طبیعی سطح قطرات روغنی را میپوشاند. این اتصال، آرایش طبیعی قطرات روغن را بر هم زده و موجب تغییر شکل آنها شده است.
میزان تولید بتا-کازئین در بهترین نمونههای گیاهی به ۱.۲۶ درصد از کل پروتئین محلول دانه رسید؛ رقمی که از بسیاری از تلاشهای مشابه در گذشته بالاتر است. برای مقایسه، پژوهشهای پیشین روی سویا و گوجهفرنگی مقادیر بسیار کمتری از این پروتئین را تولید کرده بودند.
همچنین بررسیها نشان داد: دانههای اصلاحشده همچنان توانایی جوانهزنی مناسبی دارند و بیش از ۹۱ درصد آنها به گیاه تبدیل شدند.
با وجود این موفقیت، گیاهان اصلاحشده عملکرد ضعیفتری نسبت به گیاهان معمولی داشتند. آنها بذر کمتری تولید کردند و میزان کل پروتئین موجود در دانههایشان نیز کاهش یافت. علاوه بر این، مهمترین چالش همچنان باقی است: هدایت پروتئین تولیدشده به محل صحیح درون سلول.
با افزایش تقاضای جهانی برای پروتئینهای لبنی و نگرانیهای زیستمحیطی ناشی از دامداری، تولید پروتئینهای شیر در گیاهان میتواند به کاهش انتشار گازهای گلخانهای و توسعه منابع غذایی پایدار کمک کند.
پژوهشگران تأکید میکنند : این فناوری هنوز در مراحل اولیه قرار دارد و برای استفاده تجاری، به تحقیقات بیشتری درباره افزایش بازده تولید و ذخیرهسازی صحیح پروتئین در سلولهای گیاهی نیاز است.
مترجم: نیروانامحمدحسینی