ბეტალაინები მცენარეული პიგმენტების კლასია, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან გარკვეული ხილისა და ბოსტნეულის დამახასიათებელ წითელ-იისფერ (ბეტაციანინი) ან ყვითელ (ბეტაქსანტინი) ფერზე. ეს ბუნებრივად წარმოქმნილი, წყალში ხსნადი და აზოტის შემცველი პიგმენტები ჩვეულებრივ გამოიყენება საკვების საღებავებად.
ახლახან, კვლევის შედეგებმა წინა პლანზე წამოაყენა ბეტალაინის ძლიერი ანტიოქსიდანტური პოტენციალი, რაც მათ აქცევს. პოტენციური კანდიდატები ჯანსაღი საკვების წარმოებასა და სხვადასხვა დაავადებებთან საბრძოლველად. ამჟამად ბეტალაინები იწარმოება მხოლოდ Caryophyllales-ის და უმაღლესი სოკოების რიგის მცენარეებში. ამრიგად, მეტაბოლური ინჟინერია იქნა შესწავლილი კულტივირებადი არაკარიოფილური მცენარეების გენეტიკურად მოდიფიცირებისთვის, ამ პიგმენტების წარმოებისა და მასშტაბურობის გასაძლიერებლად.
მიუხედავად იმისა, რომ ტრანსგენური ბეტალაინის დაგროვების მცენარეები განვითარდა წლების განმავლობაში, მათი გამოყენება ჯანდაცვის საკვები რესურსების წარმოებაში ჯერ კიდევ არ არის შესწავლილი.
ამ ხარვეზის აღმოსაფხვრელად, ტოკიოს მეცნიერების უნივერსიტეტის (TUS) და იაპონიის Iwate ბიოტექნოლოგიის კვლევითი ცენტრის ერთობლივმა კვლევითმა ჯგუფმა, პროფესორ გენ-იჩირო არიმურას ხელმძღვანელობით, ცდილობდა კარტოფილის გენეტიკურად მოდიფიცირებას. ტომატის მცენარეები ბეტაციანინის წარმოებისთვის. მათი მიზანი იყო ბეტაციანინის წარმომქმნელი პომიდვრისა და კარტოფილის თერაპიული ეფექტურობის შემოწმება კოლიტისა და ანთების გამომწვევი მაკროფაგების თაგვური მოდელების წინააღმდეგ. მათი დასკვნები გამოქვეყნდა ქ ბიოტექნოლოგია და ბიოინჟინერია.
ამ კვლევის შედეგების განხილვისას, პროფესორი არიმურა ამბობს: „ჩვენ წარმატებით შევქმენით კარტოფილის ტუბერები და პომიდვრის ნაყოფი ბეტაციაინის ბიოსინთეზის გენების (CYP76AD1 გენები Beta vulgaris-დან, DOD (DOPA 4,5-დიოქსიგენაზა) და 5GT (ციკლო-) გამოსახატავად. DOPA 5-O-გლუკოზილტრანსფერაზა) Mirabilis jalapa-დან] შესაბამისი პრომოტორების კონტროლის ქვეშ. ამან გააძლიერა ბეტანინისა და იზობეტინის ენდოგენური დაგროვება - ბეტაციანინის ორი გავრცელებული ტიპი - ამ ტრანსგენურ ბოსტნეულში. ამ პიგმენტების დაგროვებამ მათ მომწიფებისთანავე მუქ წითლად გამოაჩინა, ველური ტიპის კოლეგებთან შედარებით.”
ვინაიდან მაკროფაგები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ რამდენიმეში ანთებითი დაავადებებიჯგუფმა შემდგომში გამოსცადა ამ ტრანსგენური ბოსტნეულის თერაპიული ეფექტურობა მაკროფაგის მსგავს უჯრედებში (RAW264.7), ლიპოპოლისაქარიდების (LPS) მიერ იმუნური პასუხის სტიმულირების შემდეგ. მათ შენიშნეს, რომ ტრანსგენური პომიდვრის ნაყოფის ექსტრაქტებს აქვთ უფრო მაღალი ანთების საწინააღმდეგო აქტივობა მათ ველური ტიპის კოლეგებთან შედარებით.
ეს გამოწვეული იყო პროანთებითი ციტოკინის გენის - Tnf-α გენის LPS სტიმულირებული ტრანსკრიპციის დაქვეითებით ტრანსგენურ უჯრედებში.
„ეს დასკვნები ემთხვეოდა ტრანსგენური პომიდვრის ანთების საწინააღმდეგო ეფექტებს, რომლებიც ჩვენ დავაფიქსირეთ თაგვის მოდელების ნაწლავებში დექსტრანის სულფატის ნატრიუმის (DSS) გამოწვეული კოლიტით. მათი სხეულის წონის დაკლებისა და დაავადების აქტივობის ინდექსის შესამჩნევი გაუმჯობესება დაფიქსირდა პროანთებითი გენების DSS-სტიმულირებული ტრანსკრიფციის ჩახშობის გზით - Tnf-α, Il6 და Cox-2-ის გენები“, - დასძენს პროფესორი არიმურა მიღებული შედეგების განხილვისას. თაგვებზე ჩატარებული სხვა ექსპერიმენტიდან.
გარდა ამისა, ბეტაციანის დანამატმა და სინერგიულმა მოქმედებამ ხილის ბუნებრივი კომპონენტებით (როგორიცაა ლიკოპენი პომიდორში) კიდევ უფრო გაზარდა კოლიტის გაუმჯობესება თაგვების მოდელებში. საინტერესოა, რომ მიუხედავად იმისა, რომ მნიშვნელოვანი ანთების საწინააღმდეგო ეფექტი დაფიქსირდა ტრანსგენური პომიდვრის ექსტრაქტებით 100-1000-ჯერ განზავებისას, ეს ასე არ იყო ტრანსგენური კარტოფილის შემთხვევაში, მიუხედავად ბეტანინისა და იზობეტაინის მნიშვნელოვანი წარმოების. ამის მიზეზი ვარაუდობენ, რომ ტრანსგენურ კარტოფილში უცნობი ანტაგონისტების არსებობაა, რომლებიც მოქმედებენ ბეტაციაინის ანთების საწინააღმდეგო ფუნქციის წინააღმდეგ, მაგრამ ჯერ არ არის დადასტურებული.
”დადგინდა, რომ ბეტაციანების წარმოებისთვის გენეტიკურად ინჟინერირებულ პომიდორს აქვს ჯანმრთელობის ხელშემწყობი მნიშვნელოვანი ეფექტი. მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს ბეტალაინის ბუნებრივი მცენარეული წყაროები, როგორიცაა ჭარხალი, ეს პიგმენტები აჩვენებენ ცუდ სტაბილურობას მაღალ ტემპერატურაზე და უკიდურეს pH-ზე. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ ბეტაციანინის წარმომქმნელი ტრანსგენური პომიდვრის ხაზები უფრო ეფექტურია, როგორც ჯანსაღი საკვები, როდესაც ისინი მიიღება ნედლეულ მდგომარეობაში“, აჯამებს პროფესორი არიმურა.
ის დამატებით დასძენს, „მიუხედავად იმისა, რომ იაპონიაში არ არის საკვები გენმოდიფიცირებული კულტურების კომერციული კულტივაცია, ჩვენ ველით, რომ მათი გამოყენება ჯანსაღ საკვებად დახურულ მცენარეთა ქარხნებში და სხვა ობიექტებში წარმოებით გამოიწვევს რეკომბინანტული მცენარეების ფართო გამოყენებას იაპონიაში“.