Spicy Tomato: Brazilian Scientists Are Genetically Engineering Heat

Sa pagitan ng maanghang arrabbiata sarsa at mainit na red curries, mahihirapan ka upang makahanap ng isang kamatis ulam na hindi ginawa mas masarap na may kaunting init. Ang klasikong combo ay karaniwang nagsasangkot ng pagkahagis sa ilang mga peppers na may ilang mga beefsteaks o plums, ngunit maaaring baguhin kung ang isang proyekto na iminungkahi ng isang koponan ng Brazilian siyentipiko ay nakakakuha ng berdeng ilaw. Tulad ng pinagtatalunan nila sa artikulo ng opinyon sa Mga Trend sa Plant Science sa Lunes, ang oras ay hinog para sa isang genetically engineered maanghang kamatis.

Sa pamamagitan ng papel, ang pangkat ay nagpapahayag ng intensyon nito na mag-engineer ng isa, ngunit ang paghahatid ng mga red-hot dish ay hindi ang pangunahing layunin nito. Ang mga Capsaicinoids, ang mga maanghang compounds sa mga peppers, ay mahalaga sa nutrisyon at kapaki-pakinabang sa mga industriya tulad ng mga gamot at armas, ngunit ang mga peppers ay lubhang natutubig sa malalaking sukat. Ang mga kamatis, samantala, ay isang maaasahang pananim. Ang pagsasama ng dalawa ay maaaring magbunga ng isang makabuluhang halaman sa industriya - at ibuhos ang liwanag sa isang hindi gaanong naiintindihan na aspeto ng biology ng mainit na paminta.

"Naisip namin na magiging masaya kung maaari naming pagsamahin ang mga ito sa isang solong linya ng pananaliksik," ang nagsasabing senior author Agustín Zsögön, Ph.D., isang physiologist ng planta sa Federal University of Viçosa sa Brazil, Kabaligtaran.

Ang mga kamatis at capsaicin na naglalaman ng peppers, kapwa bahagi ng pamilya Solanaceae, ay nagbahagi ng isang ninuno sa ebolusyon hanggang mga 19 milyong taon na ang nakararaan. Ang split ang lumikha ng matamis na maasim na kamatis na alam natin ngayon, pati na rin ang kanilang mga maanghang na mga pinsan, ang mga chili peppers, na bumuo ng mga capsaicinoids upang parusahan ang mga mandaragit. Ang mga kamatis ay talagang nagdadala ng mga gene na gumagawa ng mga capsaicinoids sa chili peppers, tanging sila ay hindi natutulog. Ngunit dahil mayroon na kami ngayon ng mga tiyak na tool sa pag-edit ng gene tulad ng CRISPR-Cas9, ang pangkat ay nagpapaliwanag, ang mga gene ay hindi kailangang manatiling tahimik.

Kung ang mga siyentipiko ay maaaring makapag-engineer ng isang reliably-lumalagong halaman ng kamatis na gumagawa ng mga load ng capsaicinoids, ito ay magiging mahalaga sa loob ng kusina at out. Capsicum Ang mga prutas, ang mga tala ng may-akda, ay may mataas na antas ng bitamina A at C, at ang mga molecular capsaicinoid ay may anti-namumula, antioxidant, anti-tumor, at mga katangian ng pagbaba ng timbang. Ang dalisay na capsaicin ay ginagamit din sa spray ng paminta.

Si Zsögön at ang kanyang mga kasamahan, na ang interes sa mga kamatis at peppers ay nagmumula sa katotohanan na ang mga ito ay tradisyunal na mga pananim sa Timog Amerika, kamakailan nag-publish ng isang papel sa Kalikasan Biotechnology na nagpapakita kung paano "pakiramdam" ang isang ligaw na kamatis na gumagamit lamang ng pag-edit ng gene. Habang ang malaki, pula, mayaman na mga kamatis na mayaman ay ang resulta ng maraming henerasyon ng piling pag-aanak, alam ng Zsögön at ng kanyang koponan ang sapat na tungkol sa genome ng kamatis na ginamit nila ang CRISPR-Cas9 upang magbunga ng parehong epekto sa isang hakbang. Sa pamamagitan ng kanilang misyon sa engineer ng isang maanghang kamatis, inaasahan nilang makumpleto ang Capsicum genome, na tumutulong sa mga siyentipiko na mas mahusay na maunawaan kung paano ang chili peppers makakuha ng kanilang init.

"Ang Capsaicinoid biosynthesis ay medyo isang kumplikadong landas at hindi sapat na nauunawaan," paliwanag ni Zsögön. "Sa loob ng maraming taon, ang banal na Kopita ay ang enzyme na pagkontrol sa huling biochemical step ng landas, na tinatawag na capsaicin synthase. Sa labis na pagsisikap, ang gene coding para sa enzyme na ito ay natukoy sa kalaunan. Ang pagkakaiba-iba sa pagkakasunud-sunod ng gene na ito ay ang dahilan ng pagkakaiba-iba sa pagitan ng mainit at matamis na peppers."

Sa pamamagitan ng bagong proyektong ito, umaasa si Zsögön at ang kanyang koponan na punan ang hindi pa nalalaman ng mga siyentipiko tungkol sa produksyon ng capsaicinoid. "Halimbawa, wala na tayong ipaliwanag kung bakit mas mainit ang ilang uri ng paminta kaysa sa iba," sabi niya.

Kung ang koponan ay matagumpay na inhinyero ng isang maanghang kamatis, ang mga sumulat ng mga may-akda ay sumulat, ito ay kumakatawan sa isang "mahalagang patunay-ng-konsepto na maaaring mapalawak sa produksyon ng iba pang mahahalagang metabolites sa kamatis sa hinaharap." Sa ibang salita, ang mga kamatis ay maaaring patunayan upang maging isang mahalagang sasakyan para sa iba pang mga compounds, tulad ng bixin (isang kemikal na reddish na ginagamit sa mga pampaganda) at beta-karotina, isang mahalagang antioxidant.

Siyempre, ito ay magiging isang malugod na karagdagan sa maraming kusina. "Gusto ko bang gamitin ito upang gumawa ng mainit na guacamole," sabi ni Zsögön. "Mahal ko ang pagkain ng Mexico."