Wissenschaftler stellen gentechnisch veränderte Tomaten her, um den Vitamin-D-Spiegel zu erhöhen | Gen-Editierung

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Wissenschaftler stellen gentechnisch veränderte Tomaten her, um den Vitamin-D-Spiegel zu erhöhen |  Gen-Editierung

Wissenschaftler haben gentechnisch veränderte Tomaten hergestellt, die jeweils so viel Provitamin D3 – die Vorstufe von Vitamin D – enthalten wie zwei Eier oder ein Esslöffel Thunfisch.

Feldversuche im Freien mit den Tomaten werden voraussichtlich nächsten Monat in Großbritannien beginnen und könnten bei Erfolg eine wichtige neue Nahrungsquelle für Vitamin D darstellen.

Etwa 13-19 % der Briten haben einen niedrigen Vitamin-D-Spiegel, der benötigt wird, um Knochen, Zähne und Muskeln gesund zu halten. Unsere Hauptquelle für diesen Nährstoff ist die Sonneneinstrahlung auf die Haut, die Provitamin D3 in eine aktive Form von Vitamin D umwandelt, die unser Körper verwenden kann.

In Großbritannien gibt es jedoch nur zwischen April und September genug Sonnenlicht, um dies zu erreichen, was bedeutet, dass wir uns auf Nahrungsquellen – wie fetten Fisch, rotes Fleisch, Eigelb und Pilze – oder Nahrungsergänzungsmittel verlassen müssen. Dies ist besonders für Veganer eine Herausforderung, da viele Nahrungsergänzungsmittel Lanolin aus Schafwolle enthalten.

„Die Gen-Editierung von Tomaten, um Provitamin D3 in Mengen anzusammeln, die über den empfohlenen Ernährungsrichtlinien liegen, könnte für viele zu einer besseren Gesundheit führen, zumal Tomaten ein allgemein zugängliches und leicht verzehrbares Lebensmittel sind“, sagte Guy Poppy, Professor für Ökologie an der University of Southampton.

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Die Tomatenpflanzen wurden durch winzige Änderungen an einem bestehenden Tomatengen mit einer Bearbeitungstechnik namens Crispr-Cas9 geschaffen. „Es ist wie eine molekulare Pinzette, mit der man ein sehr kleines Fragment des Gens präzise herausschneiden kann, um ein wünschenswertes Merkmal in Pflanzen viel schneller als bei herkömmlichen Züchtungsprozessen zu verbessern, und ohne fremde DNA von anderen Arten einzuführen.“ sagte Jie Li vom John Innes Center in Norwich, der die Forschung leitete.

In diesem Fall konzentrierten sie sich auf ein in Tomatenpflanzen vorkommendes Enzym, das normalerweise Provitamin D3 umwandelt in Cholesterin. Durch die Veränderung dieses Enzyms gelang es den Forschern, diesen Weg zu blockieren, d. h. das Provitamin D3, das sich in den Früchten und Blättern der Tomaten ansammelt.

Sie berechneten, dass die Menge an Provitamin D3 in einer Tomatenfrucht – wenn sie in Vitamin D3 umgewandelt würde – der Menge in zwei mittelgroßen Eiern oder 28 Gramm Thunfisch entsprechen würde. Um dies in aktives Vitamin D3 umzuwandeln, müssten die Früchte noch UVB-Licht ausgesetzt werden, oder sie könnten möglicherweise im Freien angebaut werden, was die Forscher in bevorstehenden Feldversuchen testen wollen. Die Studie wurde veröffentlicht in Natur Pflanzen.

„Es ist ein schönes Beispiel für die Verwendung von Gen-Editing-Technologien, um eine sehr spezifische Veränderung an einer Nutzpflanze vorzunehmen“, sagte Prof. Gideon Henderson, der wissenschaftliche Hauptberater des Ministeriums für Umwelt, Ernährung und ländliche Angelegenheiten.

Solche „präzisionsbearbeiteten“ Nutzpflanzen sind Gegenstand eines Gesetzentwurfs, der in der Rede der Königin dargelegt wird und der es ermöglichen wird, gentechnisch veränderte Pflanzen anders zu behandeln als gentechnisch veränderte Organismen (GVO), deren Anbau strengen europäischen Vorschriften unterliegt von dem das Vereinigte Königreich abzurücken hofft.

„Es ist ein Beispiel für die Art von Produkt, das die traditionelle GVO-Gesetzgebung passieren könnte, dies aber unter dem gegenwärtigen regulatorischen Umfeld sehr langsam tun würde und Jahrzehnte dauern könnte, um sich durch das System zu navigieren“, sagte Henderson.

Im Gegensatz zu GVO enthalten die Tomatenpflanzen keine Gene anderer Organismen und könnten theoretisch durch selektive Züchtung entstanden sein – wenn auch viel langsamer. Solche Pflanzen würden im Rahmen des vorgeschlagenen Gesetzentwurfs zur Gentechnologie (Präzisionszüchtung) zugelassen, von dem der Umweltminister vorausgesagt hat, dass er dieses Jahr in Kraft treten wird, wodurch möglicherweise die ersten gentechnisch veränderten Lebensmittel bis 2023 verfügbar sein werden.

Prof. Cathie Martin vom John Innes Centre, die die Studie beaufsichtigte, sagte, sie zeige das Potenzial der Genbearbeitung zur Verbesserung der Nährwerteigenschaften von Lebensmitteln, und dieselbe Technik könne ähnliche Veränderungen in jeder Elite-Tomatensorte hervorrufen. „Das bedeutet, dass Unternehmen diese Eigenschaft in ihre patentgeschützten Sorten einführen oder in sie einführen könnten [the tomato variety] Gardener’s Delight, wo es keine gibt [patent] Schutz“, sagt sie.

„[The technique] könnte wahrscheinlich auch gut in anderen Nachtschattengewächsen wie Paprika, Chilis, Kartoffeln und Auberginen funktionieren.“

Ein weiterer Vorteil für die Erzeuger sei, dass sie möglicherweise die Blätter oder unreifen Früchte an Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln verkaufen könnten, um sie zu Vitamin-D-Tabletten zu verarbeiten, sagte Martin.