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过敏人群福音:CRISPR技术帮助开发不致敏的花生和小麦制品

2021-02-24 14:29 前瞻网   

 

过敏人群福音:CRISPR技术帮助开发不致敏的花生和小麦制品

小麦和花生是两种富含营养的食物。小麦是能量,纤维和维生素的重要来源,而花生提供蛋白质,优质脂肪,维生素和矿物质。可惜的是,对这两者过敏的人群,可能不得不含泪告别美味的花生和小麦。美国农业部日前公布了导致90%的食物过敏的八大“罪魁祸首”,其中就有小麦和花生。然而即便能避免食用小麦和花生,市面上有很多食品依然含有或多或少的小麦以及花生成分。对于过敏人群来说,过敏原很多时候避无可避。

美国作物科学学会的成员Sachin Rustgi研究了如何利用育种开发这些食物的低致敏性变种,旨在利用植物育种和基因工程来开发小麦和花生的变应原性较低的品种,以改变产生致敏蛋白质的DNA。

对小麦过敏的人群主要是对其中的面筋(即麸质,gluten)过敏。研究人员一直在尝试培育面筋含量较低的小麦品种。然而,面筋不是单个蛋白质,而是许多不同蛋白质的组合。制作单个面筋蛋白所需的指令细胞包含在不同的基因中。在小麦中,这些面筋基因遍布整个细胞的DNA。由于在产生面筋中有多个DNA在起作用,因此植物育种者很难培育出面筋含量较低的小麦品种。

对于花生,情况也类似。花生含有16种被认为是过敏原的蛋白质。但并不是所有的花生蛋白都具有同等的致敏性,四种蛋白质在一半以上的花生敏感个体中引发过敏反应。像小麦中的面筋基因一样,花生过敏原基因遍布整个花生DNA。

尽管并不容易,Rustgi和研究小组正尝试对许多小麦和花生品种进行测试,以发现其天然的致敏性低于其他品种。这些低变应原性品种可以与具有理想特性(例如高产或抗虫性)的农作物品种一起育种。目标是开发可以商业化生产的低变应原性小麦。

既然传统育种工作耗时较长且难度较高,Rustgi转向了基因工程CRISPR技术来减少小麦和花生中的过敏原蛋白。CRISPR技术可以将表达特定蛋白的基因直接“剪掉”,这意味着细胞不再能够“读取”这些基因来制造特定的蛋白质。直接对基因进行更改可以从源头让小麦中的面筋含量减少。与试图破坏几个面筋基因相比,靶向单个基因要容易得多。

作为主要蛋白质来源,尤其是对于生活在资源匮乏地区的人们,开发降低过敏原水平的小麦和花生品种是提供安全食品来源的关键,也是保证粮食安全的重要举措之一。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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