Comer vegetales es importante, pero algunas vitaminas y nutrientes esenciales solo se pueden encontrar en los animales, incluidos ciertos aminoácidos y péptidos. Pero, en un estudio de prueba de concepto publicado en ACS Revista de Química Agrícola y Alimentaria, Los investigadores han desarrollado un método para producir creatina, carnosina y taurina (todos nutrientes de origen animal y suplementos de entrenamiento comunes) dentro de una planta. El sistema permite apilar fácilmente diferentes módulos sintéticos para aumentar la producción.
Las plantas pueden ser sorprendentemente receptivas cuando se les pide que produzcan compuestos a los que no están acostumbradas. Utilizando una bacteria especial, los científicos han transferido instrucciones del ADN para todo tipo de aminoácidos, péptidos, proteínas u otras moléculas a diversas células vegetales. Esta tecnología ayuda a producir lechugas con ingredientes peptídicos que reducen la pérdida ósea, por ejemplo. Pero cuando se trata de compuestos más complejos, las instrucciones del ADN transferidas pueden alterar el metabolismo natural del huésped, lo que eventualmente puede reducir la producción del producto deseado. Pengjiang Fan y sus colegas querían resolver este problema introduciendo instrucciones en forma de módulos sintéticos que no sólo codifican el producto previsto, sino también las moléculas utilizadas para fabricarlo. Esperaban aumentar el rendimiento de tres nutrientes deseables: creatina, carnosina y taurina.
El equipo probó módulos sintéticos intercambiables. Nicotiana benthamianaUna planta parecida al tabaco se utiliza como organismo modelo en aplicaciones de biología sintética:
- Un módulo de creatina que contiene dos genes para la síntesis de creatina da como resultado 2,3 microgramos de péptido por gramo de material vegetal.
- El péptido carnosina se produjo utilizando un módulo para carnosina y otro módulo para uno de los dos aminoácidos utilizados para generar el péptido, β-alanina. Aunque la β-alanina se encuentra de forma natural NORTE. benthamiana, Esta es una cantidad pequeña, por lo que apilar los módulos juntos aumenta la producción de carnosina 3,8 veces.
- Sorprendentemente, para la taurina, falló un enfoque de doble módulo para la formación de aminoácidos. En cambio, hubo una mayor alteración del metabolismo y se produjo poca taurina mientras la planta intentaba volver a encarrilar las cosas.
En general, este trabajo demuestra un marco viable para producir algunos de los nutrientes complejos que se encuentran comúnmente en animales en sistemas vegetales vivos. Los investigadores dicen que el trabajo futuro podría aplicar este método a plantas comestibles (incluidas frutas o verduras, en lugar de solo hojas) u otras plantas que podrían actuar como biofábricas para producir estos nutrientes de manera sostenible.
Los autores agradecen la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de la provincia de Zhejiang y el Fondo Científico de la Noche Estrellada del Instituto de Estudios Avanzados de Shanghai de la Universidad de Zhejiang.