Satu kejayaan oleh saintis China dalam penyuntingan gen telah membawa kepada penciptaan beras yang menghasilkan CoQ10, sebatian penting untuk kesihatan jantung. Perkembangan ini boleh meningkatkan pengukuhan nutrisi dalam makanan berasaskan tumbuhan.
Satu pasukan saintis China telah memecah tanah baru dalam bioteknologi pertanian dengan membangunkan beras yang menghasilkan CoQ10, sebatian penting untuk kesihatan manusia, menggunakan penyuntingan gen yang disasarkan.
Penyelidikan itu - diketuai oleh Chen Xiaoya, seorang profesor di Pusat Kecemerlangan Akademi Sains China (CAS) dalam Sains Tumbuhan Molekul/Pusat Penyelidikan Shanghai Chenshan, dan Gao Caixia, seorang profesor tambahan di CAS Institute of Genetics and Developmental Biology - boleh membuka jalan kepada tanaman yang lebih diperkaya dengan nutrisi.
Para saintis telah mengubah suai dengan teliti hanya lima asid amino dalam enzim Coq1 beras, membolehkan tumbuhan itu mensintesis CoQ10 dan bukannya CoQ9 semula jadi.
CoQ10, atau koenzim Q10, ialah komponen penting dalam rantaian pengangkutan elektron mitokondria dan berfungsi sebagai antioksidan larut lemak, memainkan peranan penting dalam kesihatan jantung.
Badan manusia secara semula jadi menghasilkan CoQ10, yang mempunyai rantai sampingan 10 unit isoprena (C50). Sebaliknya, padi dan tanaman bijirin lain biasanya menghasilkan CoQ9, hanya terdiri daripada sembilan unit isoprena (C45).
Kejayaan penyuntingan gen penyelidik membolehkan beras menjana CoQ10, dengan itu menawarkan kaedah yang berpotensi kos efektif dan mampan alam sekitar untuk meningkatkan pengambilan diet nutrien penting ini.
Membongkar Misteri Molekul
Kajian itu memanfaatkan koleksi tumbuhan yang luas di Taman Botani Chenshan Shanghai untuk menganalisis corak pengedaran CoQ merentas 134 sampel tumbuhan daripada 67 keluarga, termasuk spesies pelbagai seperti lumut, paku pakis dan angiosperma.
Analisis komprehensif ini mendedahkan bahawa CoQ10 ialah sifat nenek moyang tumbuhan berbunga, walaupun kebanyakan angiosperma moden - terutamanya rumput, daisies dan cucurbit - kebanyakannya menghasilkan CoQ9.
Menggunakan pembelajaran mesin untuk menilai trajektori evolusi dan variasi semula jadi enzim Coq1 di kalangan lebih 1,000 spesies tumbuhan darat, pasukan itu menunjukkan lima tapak asid amino yang bertanggungjawab untuk penentuan panjang rantai sisi CoQ.
Potensi Transformasi
Penyuntingan gen yang berjaya membawa kepada pokok padi yang mampu mensintesis sehingga 5 mikrogram CoQ10 setiap biji. Peningkatan ketara ini menandakan demonstrasi yang jelas tentang bagaimana penyuntingan gen boleh menjadi teknologi yang berkuasa dan selamat untuk pembiakan tanaman.
Pembangunan beras CoQ10 akan mengembangkan sumber makanan sebatian penting ini dengan ketara, kata para penyelidik. Pencapaian ini juga menunjukkan potensi mengintegrasikan data besar dan kecerdasan buatan dalam pembiakan tanaman.
Penemuan Terbitan dan Kesan Masa Depan
Penemuan pasukan diperincikan dalam kajian baharu diterbitkan dalam jurnal Cell.
Penciptaan beras penghasil CoQ10 mempunyai implikasi yang luas untuk kesihatan awam, menyediakan jalan baharu untuk memperkukuh diet berasaskan tumbuhan dengan nutrien penting secara kos efektif. Apabila kita bergerak ke hadapan, pendekatan inovatif ini boleh menjadi model untuk membangunkan tanaman lain yang dipertingkatkan dengan pemakanan, yang berpotensi mengubah keselamatan makanan dan pemakanan global.