Добре, як золото може Золотий рис та інші біоукріплені культури запобігають недоїданню в новинах

Відкриття ліній спілкування між науковцями-дослідниками та широкою спільнотою

добре

  • Сторінка SITN Facebook
  • SITN Твіттер
  • Сторінка Instagram SITN
  • Лекції SITN на YouTube
  • SITN Podcast на SoundCloud
  • Підпишіться на список розсилки SITN
  • RSS-канал веб-сайту SITN

Мері Е. Гірінг
цифри Крістен Сейм

Короткий зміст: Окрім енергії у вигляді калорій, наша їжа також постачає нам необхідні вітаміни та інші поживні речовини, щоб підтримувати здоров’я. Недостатнє харчування, пов’язане з вітамінами, або “мікроелементами”, суттєво сприяє захворюванню. Щоб збільшити споживання мікроелементів, багато країн збагачують їжу цими вітамінами. Ще однією стратегією покращення споживання вітамінів та профілактики захворювань, особливо в країнах, що розвиваються, є розвиток генетично модифікованих організмів (ГМО). Як порівнюють традиційні фортифікаційні споруди та ГМО, і чи є вони однаково ефективними та безпечними? Золотий рис, розроблений таким чином, щоб містити високий рівень попередника вітаміну А бета-каротину, є гарним прикладом для обговорення цих питань та вивчення науки, яка лежить в основі зусиль щодо поліпшення харчування шляхом генетичної модифікації.

Незважаючи на зусилля в галузі охорони здоров'я та гуманітарних питань, недоїдання продовжує залишатися бичем для країн, що розвиваються. Підраховано, щонайменше 3,1 мільйона дітей помирають щороку, а 161 мільйон затримує зростання через недоїдання [1]. Проблема полягає не тільки в тому, що їжі не вистачає, тому діти не отримують достатньої кількості калорій, але й у тому, що їжа, яку вони споживають, не має необхідних їм вітамінів та мінералів. Дефіцит заліза, йоду, цинку, фолієвої кислоти та вітаміну А є одними з найпоширеніших, оскільки майже половина населення світу страждає від одного або декількох дефіцитів [1,2].

Заможні країни мають чітко сформульовані фортифікаційні програми, які додають ці поживні речовини до харчових продуктів, що часто вживаються, а також харчові добавки [3]. Через їх вартість ці зусилля можуть бути менш успішними у бідніших країнах, і генетична модифікація вивчається як альтернативна стратегія додавання цих мікроелементів до їжі. Хрестоматійний приклад біоукріплення є Золотим рисом, генетично розробленим, щоб містити високий рівень попередника вітаміну А бета-каротину [4]. Противники цієї стратегії, в тому числі "Грінпіс", стверджують, що "Золотий рис" та інші генетично модифіковані (ГМ) культури не усувають справжню проблему бідності у країнах, що розвиваються [5]. Золотий рис був вперше випробуваний понад 10 років тому, але суперечки з ГМ перешкодили його широкому впровадженню.

Яка суєта щодо мікроелементів?

Мікроелементи - це група сполук, які необхідні нашому організму в невеликих кількостях. Вони виконують широкий спектр функцій в організмі, і, отже, хронічний дефіцит мікроелементів є основною причиною захворювання [6]. Приклади, про які ви, можливо, чули, включають анемію та зоб, спричинені дефіцитом заліза та йоду відповідно.

Якщо харчуватися різноманітно, включаючи багато фруктів, овочів та інших необроблених продуктів, отримання необхідних мікроелементів не є проблемою. Основне харчове укріплення це ще один спосіб забезпечити споживання населенням достатнього рівня мікроелементів. Подивившись на зернову коробку, ви побачите, що фраза «збагачена багатьма вітамінами та мінералами» означає, що ці мікроелементи були додані під час виробництва. Йодована сіль та молоко, що містять вітамін D, є іншими класичними прикладами основного збагачення продуктів харчування. У США FDA санкціонує та регулює фортифікацію з метою профілактики захворювань, спричинених дефіцитом поживних речовин, та відновлення поживних речовин, які можуть бути втрачені під час переробки їжі [3]. Інші розвинені країни мають подібні програми, які вважаються успіхом у галузі охорони здоров'я.

Багатьом країнам, що розвиваються, не так пощастило. Ці популяції часто покладаються на дешеві основні культури, такі як рис і кукурудза, щоб вижити - вони не мають доступу до широкого спектра продуктів, багатих на поживні речовини, головним чином через високі витрати на їх вирощування або придбання. Особливо дієта на основі рису є основною причиною дефіциту мікроелементів. Хоча рис є основним продуктом харчування майже для половини світового населення, включаючи 90% Азії, він має дуже низький вміст поживних речовин. Кілька мікроелементів, що містяться в рисі, розташовані у зовнішньому шарі зерна, який видаляється в процесі очищення [4].

Мікроелементи відіграють велику роль у зростанні та розвитку, тому ці недоліки особливо шкодять дітям. Дефіцит вітаміну А (VAD), що вражає третину дітей у світі у віці до 5 років, є основною причиною дитячої сліпоти. Вітамін А є ключовим для функціонування імунної системи, і діти з ВАД частіше хворіють на такі загальні захворювання, як кір, ніж діти без дефіциту. Вони також частіше помирають від респіраторних та діарейних захворювань [7]. VAD не залишився непоміченим - введення добавок до вітаміну А рятувало близько 600 000 життів на рік у країнах з низьким та середнім рівнем доходу [8]. Однак, як і з іншими недоліками, цих зусиль недостатньо для усунення ВАД. Традиційні програми фортифікації та добавки є дорогими та логістично складними, і зараз питання полягає в тому, чи варто нам пробувати додаткові тактики для збільшення споживання мікроелементів.

Як працює біофортифікація?

Ще однією стратегією усунення дефіциту мікроелементів є біоукріплення. Біофортифікація підвищує харчову цінність сільськогосподарських культур через будь-який з них вибіркове розведення або генетична модифікація (Фігура 1). Замість того, щоб додавати поживні речовини до їжі після збору врожаю, як при основному харчовому збагаченні, самі рослини змінюються так, що вони виробляють ці поживні речовини [9]. Вибіркове розведення починається з сорту рослин, який уже містить певну кількість цікавого вітаміну або мінералу. Потім ці рослини виводяться для отримання рослин, які мають більш високі рівні сполуки, і процес повторюється протягом багатьох поколінь, щоб виробити сорт рослин з бажаними рівнями сполуки. Вибіркове розведення дало кілька штамів рослин із поліпшеною харчовою цінністю, але це не завжди є варіантом. Для сільськогосподарських культур, які важко розводити, генетична модифікація може бути кращим варіантом, ніж селективне розведення [10]. Оскільки це така популярна основна культура, рис є гарною мішенню для біоукріплення; однак рисові рослини не містять жодних попередників вітаміну А або вітаміну А, тому селективне розведення рису не можна використовувати для запобігання ВАД [4].