Cum să crești porumb fără toxine

Porumbul modificat genetic pentru a face molecule asemănătoare ninjali poate lansa un atac asupra ciupercilor invadatoare, oprind producția de toxine cancerigene.

Aceste molecule de ARN specializate stau la pândă până când sunt detectate Aspergillus, un mucegai care poate transforma cerealele și fasolea în pericole pentru sănătate. Apoi moleculele se năpustesc, împiedicând mucegaiul să producă o proteină cheie responsabilă de producerea aflatoxinelor, au raportat cercetătorii pe 10 martie în Progresele științei. Având în vedere că aflatoxinele și alte toxine fungice afectează până la 25% din culturile din întreaga lume, descoperirea ar putea contribui la creșterea siguranței alimentare la nivel mondial, concluzionează cercetătorii.

„Dacă nu există proteine, nici toxină”, spune coautorul studiului Monica Schmidt, genetician de plante la Universitatea Arizona din Tucson.

Schmidt și colegii săi au folosit o tehnică numită interferență ARN, care profită de un mecanism natural de apărare pe care organismele îl folosesc pentru a se proteja împotriva virușilor. Cercetătorii au modificat porumbul pentru a-l face să producă bucăți scurte de ARN care se potrivesc cu secțiunile unui ARN din ciuperca făcută din aflC gena. Această genă codifică o etapă cheie a unei căi biochimice pe care ciuperca o folosește pentru a produce toxine. Când ARN-urile modificate ale porumbului se potrivesc cu cele ale ciupercii, se declanșează Aspergillus pentru a-și tăia propriul ARN, împiedicând producerea unei proteine ​​cheie și, prin urmare, a toxinei.

Apoi, echipa a infectat atât porumb proiectat, cât și porumb neajustat A. flavusan Aspergillus specie care eliberează cele mai puternice aflatoxine. După ce au permis porumbului – și ciupercilor – să crească timp de o lună, cercetătorii nu au putut detecta aflatoxinele din porumbul modificat. Dar au măsurat în mod constant mai mult de 1.000 de părți per miliard de aflatoxină în porumbul nemodificat și, uneori, chiar și 200.000 ppb, spune Schmidt. În Statele Unite, culturile destinate consumului uman sunt folosite pentru hrana animalelor sau sunt distruse dacă au mai mult de 20 ppb. Culturile contaminate nepotrivite pentru oameni sau animale costă 270 de milioane de dolari în fiecare an.

În țările care nu controlează toxine, oamenii mănâncă porumb infectat. Acest lucru poate provoca vărsături, dureri abdominale și chiar induce comă la niveluri mai ridicate. Expunerea pe termen lung la niveluri mai scăzute ale acestor aflatoxine poate împiedica dezvoltarea copilului și poate provoca cancer la ficat.

„Nu este doar o problemă economică, este o problemă de sănătate”, spune Schmidt.

Charles Woloshuk, anatomopatolog la Universitatea Purdue din West Lafayette, Indiana, spune că permite A. flavus a crește și a se concentra pe prevenirea producerii toxinei este o abordare bună. În trecut, cercetătorii au încercat fără succes să crească culturi rezistente la ciuperci pentru a combate aflatoxinele. Dar țintirea ciupercii în acest fel poate duce la mutații ale ciupercii care îi permit să continue să infecteze culturile, spune Woloshuk.

Nici interferența ARN nu este lipsită de pericole. ARN-ul special conceput poate deveni necinstiți și poate face lucruri pe care nu erau intenționați să le facă, cum ar fi să afecteze dezvoltarea miezului sau creșterea plantelor. Dar o analiză a porumbului modificat genetic a arătat că ARN-ul se lipește de script.

„Aceasta este o bucată bună de date”, spune Woloshuk.

Alte metode actuale de prevenire a infecțiilor se concentrează pe depozitarea etanșă a porumbului recoltat pentru a păstra Aspergillus afară. Dar asta nu este eficient dacă porumbul este infectat înainte de a fi cules. Cuplarea porumbului modificat genetic, care protejează cultura pe măsură ce crește pe câmp, cu tehnicile de depozitare după recoltare ar fi cea mai bună modalitate de a preveni Aspergillus de la contaminarea porumbului, spune Schmidt.

„Acesta este primul pas în demonstrarea fezabilității, dar este vorba într-adevăr de a-l pune pe platourile consumatorilor”, adaugă ea. „Îmi dau seama că este un drum lung, dar sper că cineva vrea să o avanseze.”