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 agricultura y química alimentaria, Los investigadores desarrollaron una forma de producir creatina, carnosina y taurina (todos nutrientes de origen animal y suplementos de ejercicio comunes) directamente dentro de una planta. Este sistema permite una fácil integración de diferentes módulos sintéticos para aumentar la productividad.
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 diferentes células vegetales. Esta tecnología ayudó a crear lechuga con componentes peptídicos que redujeron la pérdida ósea, por ejemplo. Pero cuando se trata de compuestos más complejos, las instrucciones de ADN transferidas pueden alterar el metabolismo natural del huésped lo suficiente como para reducir la producción del producto deseado. Pengxiang Fan y sus colegas querían resolver este problema introduciendo instrucciones en forma de módulos sintéticos que codifican no sólo el producto deseado sino también las moléculas utilizadas para construirlo. Esperaban aumentar la producción de tres nutrientes esenciales: creatina, carnosina y taurina.
El equipo probó módulos sintéticos reemplazables. Nicotiana benthamianauna planta parecida al tabaco utilizada 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 generó utilizando un módulo para carnosina y un módulo para uno de los dos aminoácidos utilizados para producir el péptido, la β-alanina. Aunque la β-alanina se produce de forma natural. Ana Benthamiana, Esto es en cantidades muy pequeñas, por lo que la combinación de los módulos aumentó la producción de carnosina en 3,8 veces.
- Sorprendentemente, para la taurina, falló un enfoque de doble módulo para producir el aminoácido. En cambio, se produjo una alteración importante en el metabolismo y se produjo poca taurina mientras la planta intentaba volver a encarrilar las cosas.
En general, este trabajo demuestra un marco eficaz para generar algunos de los nutrientes complejos que se encuentran comúnmente en animales en sistemas vegetales vivos. Los investigadores dicen que el trabajo futuro podría aplicar el método a plantas comestibles, incluidas frutas o verduras, en lugar de solo hojas, u otras plantas que puedan biofactorizarse 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.
