Istraživačka grupa je razvila inovativnu metodu za biofortifikaciju listova i drugih zelenih biljnih tkiva, povećavajući njihov sadržaj zdravih supstanci kao što je beta-karoten, glavni prekursor vitamina A u ljudskoj ishrani.
Rad pokazuje da se korišćenjem biotehnoloških tehnika i tretmana sa visokim intenzitetom svetlosti nivoi beta-karotena u listovima mogu pomnožiti do 30 puta stvaranjem novih mesta za njegovo skladištenje bez uticaja na vitalne procese kao što je fotosinteza. Rezultati su objavljeni u Plant Journalu.
Beta-karoten je jedan od glavnih karotenoida, pigmenata koji se prirodno nalaze u biljkama i drugim fotosintetičkim organizmima koji su korisni za zdravlje, sa antioksidativnim, imunostimulativnim i kognitivnim svojstvima.
Konkretno, beta-karoten je primarni prekursor retinoida, hemijskih jedinjenja sa esencijalnim telesnim funkcijama (vid, proliferacija i diferencijacija ćelija, imuni sistem), uključujući vitamin A.
Koristeći biljke duvana (Nicotiana benthamiana) kao laboratorijski model i zelenu salatu (Lactuca sativa) kao model uzgoja, tim predvođen Manuelom Rodrigezom Konsepsionom, istraživačem španskog Nacionalnog istraživačkog saveta (CSIC) na Istraživačkom institutu za molekularnu i ćelijsku biologiju biljaka (IBMCP) ), uspeo je da poveća sadržaj beta-karotena u listovima bez negativnog uticaja na druge vitalne procese kao što je fotosinteza.
„Listovima su potrebni karotenoidi kao što je beta-karoten u fotosintetskim kompleksima hloroplasta za njihovo pravilno funkcionisanje“, objašnjava istraživač CSIC-a.
„Kada se previše ili premalo beta-karotena proizvodi u hloroplastima, oni prestaju da funkcionišu, a listovi na kraju odumiru. Naš rad je uspešno proizveo i akumulirao beta-karoten u ćelijskim delovima gde se on inače ne nalazi kombinovanjem biotehnoloških tehnika i tretmani sa visokim intenzitetom svetlosti“, kaže on.
Rezultati studije pokazuju da je moguće umnožiti nivoe beta-karotena u listovima stvaranjem novih mesta za njihovo skladištenje izvan fotosintetskih kompleksa. S jedne strane, uspeli su da skladište visoke nivoe beta-karotena u plastoglobulama, a vezikule za skladištenje masti su prirodno prisutne unutar hloroplasta. Ove vezikule ne učestvuju u fotosintezi i obično ne akumuliraju karotenoide.
„Stimulisanje formiranja i razvoja plastoglobula molekularnim tehnikama i intenzivnim svetlosnim tretmanima ne samo da povećava akumulaciju beta-karotena, već i njegovu biopristupačnost, odnosno lakoću sa kojom se može ekstrahovati iz matrice hrane da bi ga naš probavni sistem apsorbovao, “, kaže Luca Morelli, prvi autor studije.
Studija takođe pokazuje da se sinteza beta-karotena u plastoglobulama može kombinovati sa njegovom proizvodnjom van hloroplasta uz pomoć biotehnoloških pristupa. U ovom slučaju, koautor Pablo Perez Colao kaže, „beta-karoten se akumulira u vezikulama sličnim plastoglobulama, ali se nalazi u citosolu, vodenoj supstanci koja okružuje organele i jezgro ćelija.“
Kombinacija obe strategije postigla je do 30 puta povećanje dostupnog nivoa beta-karotena u poređenju sa netretiranim listovima. Ogromna akumulacija beta-karotena takođe je dala listovima zelene salate karakterističnu zlatnu boju.
Prema istraživačima, otkriće da se beta-karoten može proizvoditi i skladištiti na veoma visokim nivoima iu biopristupačnijem obliku van mesta gde se obično nalazi u listovima „predstavlja veoma značajan napredak u poboljšanju ishrane kroz biofortifikaciju povrća kao što je kao zelena salata, blitva ili spanać bez odustajanja od svog karakterističnog mirisa i ukusa.“
