Mai multe vitamine, mai mulți micronutrienți Plantele împotriva foamei ascunse - cercetare
În țările în curs de dezvoltare - unde plantele cu amidon precum orezul, manioca (maniocul) sau meiul sunt alimente de bază - oamenii nu consumă suficiente vitamine și oligoelemente precum fierul sau zincul. Această „foame ascunsă” este cauza a milioane de boli și decese. Numeroase proiecte internaționale de cercetare doresc să schimbe acest lucru. Ei lucrează la fortificarea micronutrienților în culturile de bază. Ingineria genetică are o serie de avantaje.
Manioc (manioc): Rădăcinile sunt cel mai important aliment de bază din părți din Africa. Folosind metode de inginerie genetică, acestea au fost întărite cu vitamina E, fier și zinc.
Mei (sorg): Aici conținutul de provitamină A, fier și zinc a fost crescut.
Pătlagini cu un conținut crescut de provitamină A. Testele pe teren sunt deja în desfășurare în Uganda.
Fotografii: IFDC-Photography (mai sus), Neil Palmer CIAT; ICRISAT-CC BY-NC 20, Universitatea Queensland
Foamea nu înseamnă doar lipsa de calorii. În multe părți ale lumii, în special în țările în curs de dezvoltare, oamenii suferă de daune asupra sănătății, dintre care unele sunt grave, cauzate de lipsa așa-numiților micronutrienți.
Micronutrienții sunt substanțe de care organismul uman are nevoie, dar nu se poate produce singur. Acestea includ vitamine, oligoelemente și anumiți aminoacizi. Se găsesc în principal în fructe și legume. Dar mulți oameni din țările în curs de dezvoltare nu își pot permite.
Acolo, dieta se bazează în principal pe o singură cultură de bază, cum ar fi orezul în Asia, manioc (manioc), banane, mei sau cartofi dulci în părți din Africa. Organele de stocare, care conțin în principal amidon, sunt consumate în mare parte. Consecințele unei astfel de diete dezechilibrate includ tulburări de creștere și dezvoltare, o susceptibilitate crescută la infecție și astfel crește mortalitatea sau - în cazul deficienței de vitamina A - orbirea.
În ultimele câteva decenii, alimentele fortificate industrial și suplimentele nutriționale care conțin micronutrienți importanți au fost distribuite în multe țări în curs de dezvoltare și în curs de dezvoltare. În ciuda succeselor considerabile, au existat și există încă o serie de probleme.
Este adesea dificil să transporti produsele în zonele rurale îndepărtate sau să îi convingi pe cei afectați că consumă în mod regulat aceste alimente și preparate. În plus, produsele trebuie fabricate și distribuite continuu, ceea ce determină costuri considerabile.
Oamenii de știință lucrează la îmbogățirea micronutrienților din culturile alimentare locale din anii '90. Avantajul este că aceste plante produc singuri nutrienții lipsă, care sunt apoi luați cu dieta zilnică. Dacă fermierii primesc semințele corespunzătoare, nu mai sunt necesare programe costisitoare de distribuție. Biofortificarea nu este o alternativă ieftină la o dietă echilibrată și variată. Cu toate acestea, organizații precum OMS și FAO se bazează pe acest concept. Deoarece pe termen mediu vor exista în continuare multe persoane în unele regiuni ale lumii care nu își pot permite alimente sănătoase și variate.
Fortificația micronutrienților în plante: ce poate face ingineria genetică
În 2004, Grupul Consultativ pentru Cercetări Agricole Internaționale (CGIAR) a lansat programul HarvestPlus, în care peste 200 de oameni de știință din diferite institute de cercetare sunt acum implicați în întreaga lume. Acestea sunt în principal preocupate de speciile de plante care servesc drept aliment de bază în regiunile afectate de deficiența de nutrienți.
În Africa, cartofii dulci și manioca au intrat mai întâi pe câmpuri, ambele cu un conținut ridicat de provitamină A. În prezent, există peste 300 de soiuri de plante îmbogățite cu nutrienți disponibile în 40 de țări în curs de dezvoltare, cum ar fi fasolea îmbogățită cu fier și meiul de perle, orezul și grâul cu mai mult zinc și porumbul cu mai multă provitamină A. Acest lucru s-a realizat până acum în principal cu metodele convenționale de reproducere. Dar ei au limitele lor.
Procesele de inginerie genetică și posibilitățile de a crea noi căi metabolice în plante sau de a le optimiza (ingineria metabolică) „pot contribui la creșterea în continuare a eficacității și beneficiilor plantelor biofortificate”. Aceasta este concluzia unei publicații internaționale actuale în revista Nature Communications, în care au fost implicate 14 institute de cercetare din opt țări.
Cu abordările de inginerie genetică, se pot obține conținuturi semnificativ mai mari de micronutrienți la plante decât cu metodele convenționale de reproducere.
Prof. Dr. Dominique Van Der Straeten, Universitatea din Gent
Dacă nu există gene corespunzătoare în fondul genetic al unei specii de plante, nu este posibil să se încrucișeze ingredientele lipsă din alte soiuri sau specii înrudite. Acesta este cazul orezului, de exemplu, care „în mod natural” nu poate produce vitamina A - sau precursorii săi - în boabe. Ingineria genetică poate depăși aceste limite: plantele pot fi acum modificate în așa fel încât să producă vitaminele sau oligoelementele care lipsesc.
Chiar dacă o specie de plantă este capabilă să producă un anumit micronutrient, nivelurile care pot fi atinse cu metodele convenționale de reproducere sunt adesea prea mici pentru a depăși efectiv foamea ascunsă. Calea metabolică corespunzătoare poate fi „declanșată” cu ingineria genetică, de exemplu, făcând promotorii implicați în ea mai lungi și mai activi.
Este nevoie de aproximativ opt până la zece ani pentru ca un soi de plante crescut convențional, crescut, să ajungă la fermieri ca semințe. Dacă vor fi întăriți alți micronutrienți, va dura din nou atât de mult. Ingineria genetică, în special noile metode de editare a genomului, fac posibilă dezvoltarea unor soiuri biofortificate mult mai rapid. Plantele pot fi, de asemenea, îmbogățite cu mai multe vitamine sau oligoelemente în același timp.
Cu reproducerea convențională - de exemplu, atunci când o rudă sălbatică bogată în vitamine este încrucișată în soiuri cu randament ridicat - proprietățile dorite se pierd întotdeauna. Acestea trebuie apoi restaurate în mai mulți pași de încrucișare - și asta costă mult timp.
Fermierii nu ar trebui să aleagă între soiurile în creștere, care sunt fie bogate în nutrienți, fie cu randamente stabile.
Prof. Matin Qaim, Universitatea din Göttingen
Cu ingineria genetică - și chiar mai mult cu procesele de editare a genomului mult mai precise - cele mai productive, cele mai bine adaptate soiuri locale pot fi schimbate într-o manieră mai direcționată și fără pierderi majore de reproducere. Acest lucru face mai ușoară combinarea îmbogățirii cu nutrienți cu proprietăți avantajoase, cum ar fi toleranța la secetă sau rezistența la dăunători și boli. „Fermierii nu ar trebui să decidă dacă vor cultiva soiuri care sunt fie bogate în nutrienți, fie cu randamente stabile. Combinația ambelor aspecte în aceleași soiuri este importantă și poate contribui la utilizarea pe scară largă, în special în sectorul micilor fermieri ”, spune economistul agricol Matin Qaim de la Universitatea din Göttingen, coautor al studiului privind biofortificarea.
Ca parte a Marilor provocări în inițiativa globală pentru sănătate, lansată în 2003 de Fundația Gates, diferiți micronutrienți sunt îmbogățiți în orez, manioc, sorg (mei) sau banane cu ajutorul ingineriei genetice. Plantele dezvoltate în acest mod ar trebui să fie încrucișate în soiuri locale și să fie accesibile micilor fermieri din țările în curs de dezvoltare fără taxe de licență. Oamenii de știință din diferite institute din întreaga lume sunt implicați în inițiativă. Cel mai cunoscut - dar nu singurul - proiect este orezul de aur fortificat cu provitamina A, la care s-a lucrat încă din anii '90.
Un alt exemplu este Banana 21, un proiect comun între Universitatea Tehnologică din Queensland (Australia) și Organizația Națională de Cercetare Agricolă din Uganda. Dezvoltă banane cu proporții mai mari de provitamină A și fier. Pătlaginile sunt un aliment de bază în Uganda, dar nu conțin suficient din acești micronutrienți.
În primul rând, genele și promotorii pentru trăsăturile dorite au fost căutate și introduse în bananele cultivate. Mulți oameni de știință tineri din Uganda au fost implicați în cercetare. Cu know-how-ul pe care l-au câștigat în Australia, au transferat apoi construcția genei pentru îmbogățirea nutrienților către soiurile de pătlagină locale din Uganda. În testele de teren, aceste banane modificate genetic au prezentat niveluri semnificativ mai ridicate de provitamină A decât bananele nemodificate. Acum sunt compilate toate datele necesare pentru aprobare în Uganda. Se presupune că bananele vor fi aprobate până în 2021.