中国の科学者による遺伝子編集の画期的な進歩により、心臓の健康に不可欠な化合物であるコエンザイムQ10を生成する米が誕生した。この開発により、植物由来の食品の栄養強化が大幅に強化される可能性がある。
中国の科学者チームが農業バイオテクノロジーの分野で新たな地平を切り開いた CoQ10を生産する米を開発することで標的遺伝子編集技術を用いて、人間の健康にとって極めて重要な化合物の合成に成功しました。
中国科学院（CAS）分子植物科学卓越センター／上海陳山研究センターの陳暁雅教授とCAS遺伝学・発生生物学研究所の高彩霞非常勤教授が主導するこの研究は、より栄養強化された作物への道を開く可能性がある。
科学者たちは、米のCoQ1酵素内のわずか10つのアミノ酸を細心の注意を払って改変し、植物が天然のCoQ9の代わりにCoQXNUMXを合成できるようにしました。
CoQ10、またはコエンザイムQ10は、ミトコンドリアの電子伝達系における重要な成分であり、脂溶性の抗酸化物質として機能し、心臓の健康に重要な役割を果たします。
人間の体は、10 個のイソプレン単位 (C10) の側鎖を持つ CoQ50 を自然に生成します。対照的に、米やその他の穀物作物は通常、9 個のイソプレン単位 (C45) のみを含む CoQXNUMX を生成します。
研究者らの遺伝子編集の画期的な成果により、米は CoQ10 を生成できるようになり、この必須栄養素の食事摂取量を増やすための、潜在的に費用対効果が高く、環境的に持続可能な方法を提供する。
分子の謎を解明する
この研究では、上海陳山植物園の膨大な植物コレクションを活用し、コケ類、シダ類、被子植物など多様な種を含む134科の67の植物サンプルにおけるCoQの分布パターンを分析しました。
この包括的な分析により、CoQ10 は顕花植物の祖先の特徴であることが明らかになりましたが、現代のほとんどの被子植物、特にイネ科植物、ヒナギク科植物、ウリ科植物は主に CoQ9 を生産しています。
研究チームは、機械学習を適用して、1 種を超える陸生植物における Coq1,000 酵素の進化の軌跡と自然変異を評価し、CoQ 側鎖の長さの決定に関与する XNUMX つのアミノ酸部位を特定しました。
変革の可能性
遺伝子編集の成功により、稲は5粒あたり最大10マイクログラムのCoQXNUMXを合成できるようになりました。この大幅な増加は、遺伝子編集が作物育種にとっていかに強力かつ安全な技術であるかを明確に示しています。
研究者らは、CoQ10米の開発により、この必須化合物の食料源が大幅に拡大すると指摘している。この成果は、作物の育種におけるビッグデータと人工知能の統合の可能性を示すものでもある。
公表された調査結果と将来への影響
チームの調査結果は新たな研究で詳しく述べられている。 公表 Cell誌に掲載。
CoQ10 を生産する米の開発は、公衆衛生に大きな影響を及ぼし、植物由来の食事に必須栄養素を低コストで補給する新たな手段を提供します。今後、この革新的なアプローチは、栄養価の高い他の作物を開発するためのモデルとなり、世界の食糧安全保障と栄養を変革する可能性があります。