Rybí olej mohl (jeden den) pocházet z rostlin

Na poli v anglickém venkově roste nový zdroj rybího oleje. Rothamsted Research v Hertfordshiru ve Velké Británii nedávno zahájil polní pokus rostlin lnu Camelina ( Camelina sativa ) geneticky modifikovaného tak, aby produkoval omega-3 mastné kyseliny s dlouhým řetězcem - primární složku „rybího oleje“.

Související obsah

• Co přesvědčí lidi, že geneticky modifikovaná jídla jsou v pořádku?
• Potraviny, modifikované potraviny

Terénní pokus získal v dubnu schválení ministerstva životního prostředí, potravin a venkova (DEFRA), britského správního orgánu, který reguluje geneticky modifikované plodiny, a vědci sklidí první plodinu tento měsíc nebo příští. Pro Spojené království je to velký krok; ve skutečnosti jde o první pokus svého druhu. DEFRA schválila pro polní zkoušky pouze pět geneticky modifikovaných rostlin (GM), a to je první se zvýšenou hodnotou živin.

Zatímco někteří si dávají pozor na takové geneticky modifikované organismy, které z něj dělají lidskou stravu, jiní to považují za součást trendu v používání GM rostlin k udržitelnější výrobě potravin a léčivých přípravků bohatých na živiny. V tomto případě by GM camelina mohla učinit chov ryb udržitelnějším a výživnějším.

Vidíte, ryby ve skutečnosti neprodukují rybí olej. Rybí olej nazýváme dlouhými řetězci omega-3 polynenasycených mastných kyselin. Kyselina eikosapentaenová (EPA) a kyselina dokosahexaenová (DHA) jsou dvěma nejdůležitějšími mastnými kyselinami pro lidskou stravu a byly spojeny se zdravým fungováním mozku a snížením zánětu (ačkoli není zatím jasné, zda tyto přínosy vedou ke zdravějším srdcím, jak mnozí tvrdili) ). Řasy a houby přirozeně produkují tyto dlouhé řetězce a ryby jedí mikroby nebo menší organismy, které jedly mikroby.

V oceánu se oleje dostávají do potravinového řetězce na větší ryby. Takže divoká ryba bude mít rybí oleje nahromaděné z jídla, které snědla.

Na rybích farmách je to však jiný příběh. "Velkým problémem je, že chov ryb je na vstupu závislý na těchto rybích olejích, " říká Jonathan Napier, vedoucí vědec v Rothamstedově procesu.

Bez bohatství potravinových zdrojů bohatých na ropu v oceánu „chovaná ryba„ nebude vyrůstat jako skutečná ryba nebo chutnat jako skutečná ryba. Jednoduše nebude mít ve svých olejích správné mastné kyseliny, “říká Colin Lazarus, biolog z University of Bristol ve Velké Británii, který není spojen s tímto procesem. Bez oleje by také chované ryby byly méně výživné, protože by jim chyběly omega-3 mastné kyseliny.

Populace řas a fugálních druhů jsou špinavé a obtížně udržovatelné ve velkém měřítku, takže nejjednodušší místo pro získání rybího oleje je bohužel z jiných ryb. Z oceánu se ročně sklízí asi milion tun rybího oleje a asi 80 procent z toho jde do rybích farem a smíchá se s krmivem pro farmy.

Pokud se zdá trochu směšné sklízet ryby z oceánu, aby krmily rybí olej farmovým rybám, máte pravdu. Jak populace divokých ryb klesá, stále více a více ryb po celém světě pochází z farem. Ale aby tato ryba byla výživná, potřebuje divokou rybu.

Jak mohou manažeři zdrojů zastavit tento styl sebeporažení? Odpověď, jak si někteří vědci myslí, leží v zemědělství.

Zemědělství vyžaduje docela základní zdroje - sluneční světlo, vodu a hnojivo - a již má infrastrukturu pro výrobu olejů, jako je slunečnicový olej a řepkový olej. Tak proč ne geneticky upravené rostliny produkovat rybí olej?

„Genetická modifikace by mohla poskytnout udržitelnější cestu k pěstování ryb pro lidskou spotřebu, protože vytažení moře, převzetí všech ryb v moři, aby se rozdrtilo masy, aby se rybí olej mohl pěstovat v zajetí, není udržitelné cvičení, “říká Lazarus.

Jak ale vyrobit rostlinu, která produkuje rybí olej? Získat rostlinu na výrobu omega-3 mastných kyselin je jen otázkou rozřezání a vložení všech správných genů z řas do rostliny, vysvětluje Lazarus. Chcete-li vytvořit požadovanou mastnou kyselinu, musíte zjistit, které geny produkují kyselinu se správným počtem uhlíků a chemických vazeb na všech správných místech.

"Pokud máte správné geny, rostlina vám to šťastně udělá, " říká Lazarus. Například v roce 2004 Lazarusova laboratoř rozřezala a vložila geny řas do Arabidopsis, malé kvetoucí rostliny často používané v testech k pozorování biologických reakcí. Poté, co se spojily dohromady, celá rostlina produkovala nízké hladiny mastných kyselin s dlouhým řetězcem omega-3 a omega-6.

Tým v Rothamsted strávil poslední desetiletí snahou vybudovat účinnější továrnu na rostlinný rybí olej. "Bylo to trochu jako snažit se najít všechny části, aby se vaše zařízení, a pak jakmile máte všechny díly, pak byste mohli sestavit, " říká Napier.

Rostliny Cameliny vytvořené pro ideální plavidlo, vzhledem k jejich rychlému životnímu cyklu a kvůli skutečnosti, že obvykle zkříženě hybridizují nebo se nerozmnožují s běžnými rostlinami řepky řepky - což znamená, že geny vytvořené do velbloudů jsou méně pravděpodobné, že geneticky kontaminují populace divokých rostlin. Podařilo se jim geneticky modifikovat své rostliny velbloudů tak, aby obsahovaly sedm genů z řas, takže pravděpodobně produkují vysoké hladiny jak EPA, tak DHA.

Tyto řasové geny také vyžadovaly určitou modifikaci, aby byly kompatibilní s rostlinou. Je tomu tak proto, že když jsou geny přepsány v buňce, mají některé organismy určité preference při čtení genetických kódů. Vědci tedy vylepšili geny tak, aby obsahovaly genetické stavební bloky upřednostňované camelinou, než ty, které upřednostňují řasy.

"Je to skoro jako vyhlazování jazyka, aby byl zajištěn lepší tok v hostiteli, " říká Napier. Díky tomu je produkce omega-3 v rostlině efektivnější a poskytuje více mastných kyselin. Poté, pomocí speciálního promotorového genu, byli vědci schopni soustředit produkci těchto mastných kyselin do semen rostlin, což sklízí mnohem snazší

Rostliny pěstované ve skleníku produkují semena, která obsahují 25% omega-3 olejů (12% EPA a 14% DHA) a 75% běžného rostlinného oleje. Protože rybí farmy často mísí rostlinný olej do krmiva spolu s rybím olejem, aby se snížily náklady, je to užitečná kombinace. Vědci z University of Stirling v současné době testují krmivo ze skleníku Rothamsted na rybích farmách.

Dalším logickým krokem je vyzkoušet, jak rostliny rostou, když rostou na poli, spíše než ve skleníku. V letošním roce zahrnuje polní pokus asi 1 000 rostlin na 100 metrů čtverečních, a pokud vše půjde dobře, příští rok zdvojnásobí objem.

Zkouška proběhne každou vegetační sezónu do roku 2017. Úspěch by byl rostlinou, která roste úplně stejně jako venku ve skleníku - a produkuje stejné množství omega-3.

Pokud vše proběhne hladce, rostliny by mohly v příštích deseti letech produkovat omega-3 mastné kyseliny pro běžné rybí farmy. Rostliny by se dokonce mohly stát zdrojem doplňků výživy člověka - vzkvétající průmysl, i když věda o jejich účinnosti ještě není v plném rozsahu.

To samozřejmě znamená, že ne každý vidí genetické inženýrství z očí do očí. Někteří se obávají, že by plodiny mohly přijít s neobjevenými zdravotními riziky nebo alergiemi. A jiní cítí, že to opravdu neřeší problémy udržitelnosti akvakultury.

"To by jednoduše nahradilo jeden problém, nadměrnou spotřebu rybích zásob, aby krmily ryby, druhým, další poptávku po půdě pro krmení zvířat, spíše než pro pěstování potravin pro lidi, " řekla Helena Paul, ředitelka skupiny GM Freeze, The Guardian v lednu, kdy byly poprvé oznámeny plány na soud.

Skupina Rothamsted rozhodně není jediná, kdo pracuje na plodinách, které mohou produkovat omega-3. Tým v Austrálii vyvíjí rostliny cameliny a řepky, aby produkoval omega-3 mastné kyseliny. V USA se společnost Monsanto vyvinula na rostlině sóji, která produkuje omega-3 zvanou kyselina stearidonová. Jiné skupiny hledají rostliny lněného a indického hořčice jako potenciální hostitele.

A co víc, genetická technologie je velmi flexibilní. Vědci spekulují, že kromě rybího oleje může být někdy použito k výrobě dalších olejů a výživných produktů. Použití rostlin k výrobě věcí, jako jsou léčiva a dokonce i orální vakcíny, je dokonce možné.

"Pokud můžete získat rostlinu, která produkuje antigen, který produkuje vakcínu, bude pro vás snadnější transportovat rostlinu nebo rostlinný produkt, aby lidé jednoduše jedli, " říká Lazarus.

Představte si to: Oříznutí plodin plné vakcíny proti spalničkám. Takový vývoj je samozřejmě daleko a vyžaduje si rozsáhlé klinické a environmentální testování v terénu, než se něco stane realitou.

Ale pro vědce je potenciál lákavý. Klíčovým prvním krokem? Úrodná sklizeň, když vědci z Rothamstedu vyberou semena rybího oleje.