Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Seung из Центра Джона Иннеса (John Innes Centre) с помощью методов биоинженерии вывела сорт твердой пшеницы, содержащий сверхкрупные крахмальные гранулы. Размер этих гранул может достигать более чем вдвое больше обычных, что открывает перспективы применения в пищевой промышленности, а также в таких отраслях, как производство бумаги, фармацевтика, косметика и текстиль.
Исследователи обнаружили, что двумя клеточными факторами, ограничивающими рост крахмальных гранул, являются пространство в амилопластах, доступное для роста гранул, и количество гранул, инициирующих и конкурирующих за субстрат роста. Используя традиционные методы селекции и библиотеку мутантов TILLING Центра Джона Иннеса, были отобраны растения с мутациями в генах, контролирующих эти два фактора, а затем выведены двойные мутанты, сочетающие оба признака, что позволило снять ограничения.
Сканирующая электронная микроскопия показала, что A-тип крахмальных гранул у экспериментальных растений может достигать 50 микрометров, тогда как типичный размер у обычной пшеницы составляет около 20 микрометров. Более половины гранул имеют размер свыше 30 микрометров, в то время как у обычной пшеницы эта доля составляет всего 6%.
Более крупные крахмальные гранулы медленнее перевариваются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, что способствует замедлению повышения уровня сахара в крови после еды и положительно влияет на микробиоту кишечника. В промышленности такие гранулы благодаря лучшей разделяемости упрощают технологические процессы в производстве бумаги, упаковки и обладают преимуществами в адгезии и загущении.
Первый автор исследования Роуз Макнелли (Rose McNelly) отметила, что огромные размеры новых гранул превзошли ожидания команды, и даже потребовалась настройка апертуры гранулометра для захвата полного диапазона размеров. Доктор Фред Уоррен (Fred Warren), руководитель группы из Института Квадрама (Quadram Institute), указал, что команда планирует в дальнейшем изготовить из этого материала пасту и протестировать ее устойчивость к перевариванию в ходе испытаний на людях, изучая влияние на уровень сахара в крови после еды и разнообразие кишечной микробиоты. Исследователи отмечают, что эта концептуальная проверка также может быть применена для улучшения сортов хлебной пшеницы.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Science Advances» под названием «Нацеливание на инициацию гранул и структуру амилопластов для создания гигантских крахмальных гранул у пшеницы». PBL (компания по передаче технологий Центра Джона Иннеса) управляет интеллектуальной собственностью, полученной в рамках этого проекта.
