Science: Ученые сделали картофель безопасным и решили проблему пищевых отходов

Ученые обнаружили способ удаления токсичных соединений из картофеля, что делает его более безопасным для употребления в пищу и удобным для хранения. Это открытие может сократить количество пищевых отходов и улучшить выращивание сельскохозяйственных культур в космосе и других экстремальных условиях.

Ростки картофеля естественным образом вырабатывают химические вещества, которые защищают их от насекомых. Эти химические вещества под названиемс стероидные гликоалкалоиды, или SGA, содержатся в большом количестве в зеленых частях картофельной кожуры и в ростках. Они делают картофель небезопасным как для насекомых, так и для человека.

Эти соединения необходимы растениям для защиты от насекомых, но они делают некоторые части этих культур несъедобными, — говорит Адам Йозвяк, молекулярный биохимик из UCR, возглавивший исследование.

Теперь, когда мы раскрыли путь биосинтеза, мы можем потенциально создать растения, которые будут производить эти соединения только в листьях, сохраняя съедобные части.

Солнечный свет может стимулировать производство SGAs в клубнях картофеля — части картофеля, которую употребляют в пищу, — даже после того, как они были собраны. Выявив ключевой генетический механизм производства SGA, исследователи Калифорнийского университета в Риверсайде смогут снизить токсичность картофеля, сохранив при этом естественные защитные силы растения. Устранение SGA из картофеля также облегчит его хранение и транспортировку на открытом воздухе.

Исследование, опубликованное в журнале Science, посвящено белку, получившему название «GAME15», который играет ключевую роль в управлении производством SGA в растениях. Этот белок действует одновременно как фермент и как строительный каркас, организуя другие ферменты в „конверсионную фабрику“, которая эффективно производит SGA, не позволяя токсичным соединениям просачиваться в другие части растительных клеток, где они могли бы посеять хаос.

Томаты также производят SGA, в основном в зеленых, недозрелых плодах, а также в листьях, стеблях и корнях растений. Когда исследователи заглушили ген GAME15 в томатах, они устранили производство SGA, но при этом сделали растения очень восприимчивыми к вредителям.

Сконструировав растения таким образом, чтобы контролировать, когда и где вырабатываются SGA, например, в листьях, но не в самом картофеле, исследователи представляют себе урожай, который можно хранить без риска токсичности от воздействия солнечного света.

Вы можете хранить картофель на своей кухне и не беспокоиться о том, что он подвергнется воздействию солнца, которое заставляет его производить больше SGA. И тогда вы сможете есть его, когда захотите, сокращая количество пищевых отходов, — говорит Джозвиак.

Кроме того, полученные результаты могут позволить использовать другие части растений, например, листья, в пищу в условиях ограниченного пространства, например, в космических полетах или в системах вертикального земледелия.

Для космического сельского хозяйства, где каждая часть растения может быть съедобной, эти результаты особенно перспективны, — сказал Джозвиак.

Команда достигла этих результатов, первоначально воссоздав процесс производства SGA в растениях табака. Удивительно, но они обнаружили, что в ходе эволюции этот процесс перенаправил белок из плазматической мембраны или аппарата Гольджи, где он отвечает за производство компонентов клеточной стенки, имеющих решающее значение для роста клетки, в эндоплазматический ретикулум — часть клетки, где начинается производство токсинов.

По сути, растение заимствует у самого себя, чтобы создать GAME15, — говорит Джозвиак.

Мы не ожидали, что растение похитит белок, необходимый ему для производства клеточных стенок.

Зеленые, недозрелые плоды могут быть токсичными, но во время созревания эти молекулы превращаются в нечто съедобное. Ограничив использование SGA в несъедобных частях растений, фермеры и потребители смогут получить более безопасные и универсальные культуры.

Наша работа демонстрирует, что растения выработали гениальные способы сбалансировать рост, размножение и защиту, — говорит Джозвиак.

Понимание этих систем позволяет нам перепроектировать сельскохозяйственные культуры для удовлетворения современных потребностей без ущерба для их способности к процветанию.

В этом исследовании принимали участие ученые из Научного института Вейцмана в Израиле, а также Университета Кобе, Центра устойчивого ресурсоведения RIKEN и Университета Осаки в Японии. Полученные группой результаты не только обещают более здоровую пищу, но и представляют собой скачок вперед в области устойчивого сельского хозяйства и освоения космоса.

Мы в восторге от потенциала этого открытия, — сказал Джозвиак.

Захватывает мысль о том, что теперь мы можем значительно продлить срок хранения таких культур, как картофель, и сократить количество пищевых отходов на Земле и за ее пределами.

Ранее ученые вывели особо полезный для здоровья сорт картофеля.

20.12.2024


Подписаться в Telegram



Питание

Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд

Обычные блины на завтрак мягкие, воздушны...

В КФУ определяют показатели безопасности крымских оливковых масел
В КФУ определяют показатели безопасности крымских оливковых масел

Специалисты центра плодовых культур Крымского ...

Cancer: Кофе и чай снижают риск развития рака головы и шеи
Cancer: Кофе и чай снижают риск развития рака головы и шеи

В ходе недавнего анализа данных более чем ...

Умеренное потребление вина полезно для некоторых сердечников
Умеренное потребление вина полезно для некоторых сердечников

У людей с повышенным риском сердечно-сосу...

JNHA: Плотный завтрак снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний
JNHA: Плотный завтрак снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний

Качественный завтрак, обеспечивающий необходим...

Nature: Фруктоза в рационе усиливает рост опухолей
Nature: Фруктоза в рационе усиливает рост опухолей

За последние пять десятилетий потребление фрук...

Food and Function: Какао снижает риск для сосудов у любителей жирной пищи
Food and Function: Какао снижает риск для сосудов у любителей жирной пищи

Напиток какао, богатый флаванолами, помогает с...

Nutrients: Представлен первый латиноамериканский план экономного питания
Nutrients: Представлен первый латиноамериканский план экономного питания

В новом исследовании представлен рацион питани...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN