Különleges és azonnal látható eredményt hozott egy friss japán kutatás, amelyben a tradicionális ázsiai konyha és gyógyászat egyik alapnövényét formálták át. A Hirosimai Egyetem kutatócsoportja sikeresen alkalmazta a CRISPR-Cas9 génszerkesztési technológiát a vörös perilla (feketecsalán vagy shiso) módosítására, aminek következtében a növény nemcsak elveszítette jellegzetes vörös színét és zöldé vált, hanem a szervezet számára hasznos, egészségvédő molekulák koncentrációja is drasztikusan megemelkedett benne.
A kritikus enzim blokkolása
A vörös perilla hagyományosan magas antioxidáns-tartalmáról és jellegzetes pigmentációjáról ismert, ám a kutatók most mélyen belenyúltak a növény kémiai gyárába. A szakemberek egyetlen specifikus gént, a flavanon-3-hidroxiláz (F3H) nevű enzimet kódoló szakaszt kapcsolták ki. Ez az enzim egyfajta elágazási pontként működik a növény flavonid-bioszintéziséért felelős anyagcsere-útvonalában, így a blokkolásával teljesen átirányították a belső folyamatokat.
A beavatkozás azonnali és látványos morfológiai változást idézett elő. Az F3H gén kiiktatásával a növények elveszítették a vörös színtért felelős antocianin pigmenteket, a fejlődő levelek pedig élénkzöldek lettek. A módosított egyedek külsőre teljesen megkülönböztethetetlenné váltak a hagyományos, vadon termő zöld perilla variánsoktól, miközben a belsejükben komoly strukturális átalakulás zajlott le.
Hatszoros luteolintartalom az új hajtásokban
A laboratóriumi kémiai elemzések megerősítették, hogy a színváltozás mögött egy rendkívül értékes anyagcsere-eltolódás áll. Míg a vörös színért felelős pigmentek eltűntek, a növényben felhalmozódtak a flavonok, amelyek az emberi szervezetben gyulladáscsökkentő és kiemelkedő antioxidáns hatást fejtenek ki. A mérések szerint a szerkesztett vonalakban a luteolin nevű egészségvédő vegyület koncentrációja nagyjából a hatszorosára emelkedett a kiindulási vad típushoz képest. Emellett a rosmarinsav szintje is megemelkedett, ami tovább növeli a növény gyógyászati értékét.
| Vizsgált tulajdonság | Eredeti vörös perilla | Génszerkesztett variáns |
|---|---|---|
| Levelek színe | Karakteres vörös / lila | Hagyományos zöld |
| Antocianin pigmentek | Magas koncentráció | Drasztikusan redukált |
| Luteolin (flavon) szint | Alapérték (1x) | Körülbelül hatszoros (6x) |
| Rosmarinsav tartalom | Standard érték | Emelkedett szint |
Idegen DNS nélkül a tisztább jövőért
A projekt egyik legnagyobb gyakorlati és szabályozási áttörése, hogy a kutatóknak sikerült olyan stabil, szerkesztett növényvonalakat létrehozniuk, amelyek a folyamat végére már egyáltalán nem tartalmaznak idegen DNS-maradványokat. Ez azt jelenti, hogy a CRISPR-Cas9 rendszer eszközeit a módosítás elvégzése után sikeresen eltávolították a növényi genomból, így a végeredmény nem minősül a klasszikus értelemben vett, idegen géneket hordozó transzgenikus (GMO) szervezetnek.
A vörös perilla átformálása mintaként szolgálhat a bonyolultabb, poliploid (többszörös kromoszómaszerelvényű) haszonnövények célzott nemesítéséhez is. A módszer közvetlen utat nyit az élelmiszeripar és a gyógyszergyártás számára, hogy a jövőben ne puszta extrakcióval vagy szintetikus úton állítsák elő a szükséges hatóanyagokat, hanem eleve magas funkcionális értékű, finomhangolt mezőgazdasági növényekből nyerjék ki azokat.
