Генетическая инженерия видов Aspergillus для удаления определенных белков останавливает выработку микотоксиновГенетическая инженерия видов Aspergillus для удаления определенных белков останавливает выработку микотоксинов
Пища, контаминированная грибками, может быть в лучшем случае неприятной, а в худшем - опасной для жизни.
Но новое исследование показывает, что удаление всего одного белка может избавить от некоторых грибковых токсинов, и это потенциально хорошая новость для безопасности продуктов питания. Некоторые грибки производят микотоксины, которые не только портят продукты питания, такие как зерно, но и могут вызывать заболевания. Афлатоксины, один из наиболее опасных видов микотоксинов, могут вызывать рак печени и другие проблемы со здоровьем у людей. "Это молчаливый враг", - говорит исследователь грибков Озгюр Байрам из Университета Майноут в Ирландии, потому что большинство людей не замечают, когда такие продукты, как кукуруза или пшеница, испорчены.
В течение многих лет исследователи знали, что некоторые грибки производят эти токсины, но не знали всех деталей. Недавно Байрам и его коллеги определили группу белков, ответственных за выработку микотоксинов. Генетическая инженерия грибка Aspergillus nidulans, позволяющая удалить даже один из белков, предотвращает выработку токсинов, сообщают исследователи в журнале Nucleic Acids Research от 23 сентября.
"Существует целый ряд генов, участвующих в производстве белков, которые, в результате каскадного эффекта, запускают производство различных микотоксинов", - объясняет Байрам. По его словам, идентифицированные белки действуют подобно ключу, запускающему автомобиль. Исследователи хотели выяснить, как извлечь "ключ" и предотвратить поступление стартового сигнала, что будет означать остановку производства токсинов. Байрам и его коллеги идентифицировали белки в A. nidulans, и выяснили, что для создания "ключа" необходимы четыре белка. Исследователи генетически сконструировали грибок так, чтобы удалять каждый белок по очереди. Когда любой из четырех белков отсутствует, ключ не запускает зажигание микотоксина.
В другом исследовании, которое еще не опубликовано, деактивация той же группы белков в близкородственном грибке A. flavus, который может производить афлатоксины, предотвращает производство этих токсинов. "Так что это большой успех, потому что мы видим, что, по крайней мере, в двух грибках один и тот же [белковый] комплекс выполняет одну и ту же работу", - отметил Байрам. Новая работа "основывается на результатах исследований, которые проводились на протяжении десятилетий" для предотвращения грибковой контаминации продуктов питания. Для борьбы с такой контаминацией уже используется целый ряд методов. Например, поскольку не все штаммы A. flavus производят афлатоксины, одним из методов предотвращения контаминации является распыление нетоксичных штаммов на полях кукурузы и арахиса, объясняет Байрам. Эти грибки размножаются и могут помочь предотвратить закрепление других токсичных штаммов.
Эта работа - один из нескольких способов, с помощью которых ученые используют генную инженерию для борьбы с токсинами в продуктах питания. Одним из будущих применений нового исследования может стать генетическая модификация грибка, вырабатывающего токсины, и его возможное использование на сельскохозяйственных культурах и в других местах. "Мы можем предотвратить порчу продуктов питания афлатоксинами, например, в поле, даже на складах, где происходит много случаев контаминации", - утверждает Байрам.
Грибки и плесени, по оценкам, ежегодно портят треть мировых продовольственных культур. Если бы эту контаминацию можно было предотвратить, то, по оценкам Байрама, сохраненных продуктов было бы достаточно, чтобы накормить 800 миллионов человек в 2022 году. Данное исследование - это хорошее начало, но все равно будет "пока непросто понять, как это можно использовать в сельскохозяйственных целях". Неясно, насколько масштабируема эта методика, говорит Байрам, и получить одобрение регулирующих органов на использование генетически модифицированного грибка на ключевых продовольственных культурах может быть непросто.
