Неожиданное генетическое открытие в пшенице раскрывает потенциал для улучшения питания и устойчивости к болезням

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые из группы Осборна в Центре Джона Иннеса сделали неожиданное генетическое открытие в пшенице, которое может кардинально изменить ее питательные свойства и устойчивость к болезням.

Исследуя биосинтетические кластеры генов в пшенице, которые представляют собой группы генов, совместно производящих определенные молекулы, исследователи выявили кластер генов, активирующийся при заражении патогенами, который производит соединение под названием тритицеин.

Тритицеин, ранее неизвестный в пшенице, оказался изофлавоном, а не флавоном, как предполагалось ранее. Изофлавоны - это класс фитоэстрогенных соединений, известных своими полезными свойствами, в том числе профилактикой сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых видов рака. Хотя в основном они содержатся в бобовых, таких как соя, обнаружение тритицеина в пшенице открывает новые возможности для повышения питательной ценности этой основной культуры.

Последствия этого открытия далеко идущие. Во-первых, оно открывает альтернативный путь биосинтеза изофлавоноидов, расширяя наше понимание биохимии растений. Во-вторых, оно открывает путь для метаболической инженерии, направленной на увеличение производства тритицеина в пшенице, что потенциально может привести к созданию сортов с повышенной устойчивостью к болезням. Это может стать решающим фактором для фермеров, борющихся с болезнями сельскохозяйственных культур, и сократить необходимость применения химических препаратов.

Более того, потенциал тритицеина выходит за рамки самой пшеницы. Гены, отвечающие за производство тритицеина, могут быть экспрессированы в других растениях или микробах, что позволит производить это соединение в более широких масштабах. Это открывает возможности для дальнейшего изучения его антимикробных свойств и потенциального применения в различных отраслях промышленности.

Хотя польза тритицеина для здоровья еще не до конца изучена, его классификация как изофлавона предполагает, что он может обладать теми же преимуществами, что и другие соединения этого класса. Доктор Раджеш Чандра Мисра, докторант, участвовавший в исследовании, подчеркивает, что для определения конкретных преимуществ тритицеина для здоровья необходимы дополнительные исследования. Однако он отмечает, что концентрация тритицеина в зернах пшеницы в настоящее время слишком мала, чтобы рассматривать пшеницу как значимый источник диетических изофлавонов.

Доктор Гай Полтурак, еще один ведущий автор исследования, размышляет о серендипичной природе научных исследований. Изначально целью исследования было изучение химических защитных механизмов пшеницы, но оно привело к неожиданному открытию уникальной синтазы изофлавонов. Это служит напоминанием о том, что научные прорывы часто случаются, когда исследователи идут по непредусмотренным путям.

Это новаторское исследование не только проливает свет на потенциал пшеницы как источника ценных соединений, но и подчеркивает важность изучения скрытого генетического потенциала сельскохозяйственных культур. Разгадав тайны биохимии растений, ученые смогут открыть новые возможности для улучшения сельскохозяйственной практики и здоровья человека.