Vědci vytvořili obří škrobová zrna v pšenici: Otevírají cestu ke zdravějšímu jídlu i novým průmyslovým využitím

Vědci z John Innes Center dosáhli významného průlomu v biologickém inženýrství, když vypěstovali pšenici obsahující nadměrně velká škrobová zrna.

Vědci z John Innes Center dosáhli významného průlomu v biologickém inženýrství, když vypěstovali pšenici obsahující nadměrně velká škrobová zrna. Tento objev má potenciál přinést zásadní výhody pro naše každodenní stravování i pro řadu průmyslových odvětví.

Unikátní obilný škrob, vytvořený týmem Seung, by mohl vést k výrobě zdravějších těstovin a chleba, které se tráví pomaleji. Zároveň by mohl přinést značné zisky mnoha průmyslovým odvětvím, která škrob využívají, jako je mletí mouky, papírenství, výroba léčiv, kosmetiky, textilu a biochemikálií. Větší zrna totiž zjednodušují zpracování a zlepšují vazebné a zahušťovací vlastnosti. Studie byla publikována v časopise Science Advances.

Škrob, komplexní sacharid, který tvoří až 50 % našich přijatých kalorií, se v obilovinách, jako jsou těstoviny a chléb, skládá ze směsi velkých, plochých zrn typu A a malých, kulovitých zrn typu B. Velikost zrn má zásadní vliv na to, jak škrob trávíme. Větší zrna se tráví pomaleji, protože mají menší povrchovou plochu pro působení trávicích enzymů. Škrob, který odolává trávení v horní části trávicího traktu, se nazývá rezistentní škrob. Ten funguje jako vláknina, která je zpracovávána v dolní části trávicího traktu. To prospívá střevnímu mikrobiomu a pomáhá předcházet náhlým výkyvům krevního cukru, které jsou spojovány s diabetem 2. typu a obezitou. Existují také důkazy, že větší škrobová zrna zlepšují texturu potravin.

Tým z John Innes Center se zaměřil na pšenici tvrdou, používanou k výrobě těstovin, s cílem získat škrob s většími zrny typu A. Vědci zjistili, že velikost škrobových zrn omezují dva buněčné faktory: prostor dostupný pro růst zrn v amyloplastu (úložném prostoru pro škrob v pšeničných zrnech) a počet iniciovaných zrn, která si konkurují o růstové substráty. Inženýrským zásahem se jim podařilo tyto omezující faktory odstranit – vytvořili větší úložný prostor pro škrob a snížili počet iniciovaných zrn. Výsledkem byla zrna bezprecedentní velikosti.

Snímky ze skenovací elektronové mikroskopie potvrdily, že experimentální rostliny pšenice produkovaly škrobová zrna typu A o velikosti až 50 mikrometrů, což je více než dvojnásobek typické velikosti 20 mikrometrů. Více než polovina zrn dosahovala velikosti 30 mikrometrů, zatímco u běžné pšenice to bylo jen 6 %. Rose McNelly, první autorka studie, uvedla, že tým překvapila skutečná velikost nových zrn.

Rostliny pšenice tvrdé s upravenými škrobovými zrny byly vytvořeny pomocí tradičních šlechtitelských metod s využitím mutantní populace TILLING v John Innes Center. Tento zdroj umožnil týmu vybrat rostliny s mutacemi ve dvou genech kontrolujících velikost amyloplastu a iniciaci zrn a následně vyšlechtit nové dvojitě mutantní rostliny kombinující obě tyto vlastnosti.