Ученые успешно применили технологию редактирования генов CRISPR для выведения нового сорта пшеницы, который значительно снижает образование акриламида — токсичного соединения, возникающего при обжаривании или выпекании крахмалистых продуктов. Этот прорыв предлагает потенциальное решение давней проблемы безопасности пищевых продуктов, не снижая при этом урожайность культуры.
Наука за процессом поджаривания
Опасность кроется в естественном процессе, называемом реакцией Майяра, который придает поджаренному хлебу характерный цвет и вкус. Однако пшеница содержит аминокислоту, известную как свободный аспарагин, которую растение использует для хранения азота. При воздействии высоких температур этот аспарагин превращается в акриламид — вещество, классифицируемое учеными как вероятный канцероген.
Чтобы бороться с этим, исследователи из Rothamsted Research (Великобритания) использовали CRISPR — инструмент высокоточного редактирования генома — для воздействия на специфические гены, ответственные за выработку аспарагина.
Точность против случайных мутаций
В исследовании сравнивалась точность CRISPR и традиционных методов селекции, которые полагаются на химические агенты для вызова случайных мутаций. Результаты продемонстрировали колоссальную разницу в эффективности:
- Пшеница, отредактированная с помощью CRISPR: Воздействуя на один или два конкретных гена, исследователи снизили уровень свободного аспарагина на 59–93%. Что критически важно, эти изменения никак не повлияли на урожайность.
- Традиционные методы: Хотя классические методы позволили снизить уровень аспарагина на 50%, они привели к потере урожая на 25%, вероятно, из-за непреднамеренных мутаций в других участках генома растения.
В ходе практических испытаний хлеб и печенье, изготовленные из этой отредактированной пшеницы, показалиdrasticamente более низкий уровень акриламида. В некоторых случаях концентрация была настолько мала, что оказывалась ниже предела обнаружения даже после обжаривания.
Регуляторные барьеры и фактор ЕС
Несмотря на очевидный научный успех, коммерческое будущее этой пшеницы во многом зависит от изменений в политической и нормативной среде.
Преимущества и риски Великобритании
После Брекзита Великобритания позиционирует себя как мировой центр исследований в области редактирования генов. Закон о генетических технологиях (точное разведение) 2023 года упростил процессы разработки и маркетинга таких культур. Однако этот прогресс находится под угрозой из-за продолжающихся переговоров между Великобританией и ЕС относительно санитарных и фитосанитарных (SPS) соглашений. Если Великобританию заставят строго следовать правилам ЕС в отношении пищевых продуктов, внедрение таких культур с высокоточным разведением может значительно замедлиться.
Давление стандартов безопасности ЕС
В настоящее время Европейский Союз ужесточает правила в отношении акриламида, устанавливая более строгие предельно допустимые уровни для пищевых продуктов. Это создает динамику «вызова и возможности»:
1. Вызов: Более строгие правила ЕС могут привести к запрету определенных видов хлеба, превышающих нормы содержания акриламида.
2. Возможность: Пшеница с низким содержанием акриламида позволит производителям продуктов питания соответствовать меняющимся стандартам безопасности, не меняя рецептуру и не сталкиваясь с резким ростом производственных затрат.
«Пшеница с низким содержанием акриламида позволит предприятиям пищевой промышленности соответствовать меняющимся стандартам безопасности, не жертвуя качеством продукции… Это также дает значительную возможность снизить потребление канцерогенов потребителями», — отмечает профессор Найджел Халфорд, ведущий исследователь Rothamsted Research.
Заключение
Этот прорыв в редактировании генов приносит двойную пользу: он повышает безопасность потребителей, снижая воздействие потенциальных канцерогенов, и предоставляет пищевой промышленности способ соблюдать ужесточающиеся мировые нормы здравоохранения без ущерба для урожайности или качества продукции.
