محققان چینی با موفقیت یک نوع برنج ایجاد کرده‌اند که عمدتا کوآنزیم Q۱۰ (CoQ۱۰) تولید می‌کند که آنتی اکسیدانی است که اغلب با بهبود سلامت قلب مرتبط است.

این پیشرفت که از طریق ویرایش دقیق ژن به دست آمد، می‌تواند راه را برای نوآوری‌های آینده در محصولات اصلی مانند گندم، ذرت و سبزیجات مختلف هموار کند.

کوآنزیم Q۱۰ که به نام‌های دیگر همچون یوبی‌کینون(ubiquinone)، یوبی‌دکارِنون و «کوآنزیم Q» نیز شناخته می‌شود، یک ماده طبیعی در بدن انسان است، اما سطح آن معمولا با افزایش سن کاهش می‌یابد.

کوآنزیم Q۱۰ یک آنتی اکسیدان داخل سلولی است که توسط اغلب سلول‌های بدن انسان ساخته می‌شود و همچنین می‌توان آن را از منابع غذایی بدست آورد. به صورت کلی هر قدر سن فرد بیشتر می‌شود، میزان تولید اندوژن کوآنزیم کیوتن نیز کاهش یافته و لذا باید از منابع غذایی حاوی این ماده بیشتر استفاده شود. بیشترین مقدار آن نیز در گوشت گاو و بعد از آن در جوجه یافت می‌شود. همچنین مغزها، کلم بروکلی آب‌پز و پرتقال مقادیری از آن را دارا هستند.

دانشمندان اشاره کرده‌اند که افراد مبتلا به بیماری قلبی یا کسانی که از داروهای کاهش دهنده کلسترول استفاده می‌کنند، اغلب سطح CoQ۱۰ به میزان قابل توجهی پایین‌تری دارند. اگرچه غذاهای خاصی مانند ماهی، گوشت و آجیل حاوی CoQ۱۰ هستند، غلاتی مانند برنج و گندم به طور کلی ترکیبی مرتبط به نام CoQ۹ تولید می‌کنند که فاقد فواید زیادی برای سلامت قلب است.

توضیح ژنتیکی تغییر یافته و برنج سالم برای قلب

محققان آکادمی علوم چین(CAS) در مقاله‌ای که در ۱۳ فوریه در مجله Cell منتشر شد، اظهار کردند: تولید مهندسی CoQ۱۰ در محصولات زراعی به نفع سلامتی انسان است.

این تیم به سرپرستی سایکسیا گائو(Caixia Gao)، کارشناس گیاه از مؤسسه ژنتیک و زیست‌شناسی رشد CAS و چن شیائویا(Chen Xiaoya)، فیزیولوژیست گیاهی در مرکز CAS برای تعالی علوم گیاهی مولکولی (CEMPS) تصمیم گرفتند تا ترکیب ژنتیکی برنج را به گونه‌ای اصلاح کنند که CoQ۱۰ بر CoQ۹ ترجیح داده شود.

دانشمندان برای انجام این کار، ۱۳۴ نمونه گیاهی را که شامل ۶۷ خانواده گیاهی بودند، تجزیه و تحلیل کردند. آنها کشف کردند که برخی از گونه‌ها به طور طبیعی سطوح بالاتری از CoQ۱۰ را تولید می‌کنند. به نظر می‌رسد با گذشت زمان، گیاهان زراعی مانند برنج، گندم و خیار تکامل یافته‌اند تا به جای آن عمدتاً CoQ۹ تولید کنند.

محققان پس از مشخص کردن محل‌های اسید آمینه مسئول این تغییرات، از تکنیکی به نام ویرایش اولیه استفاده کردند که امکان تغییرات دقیق در DNA ارگانیسم را بدون وارد کردن ژن‌های خارجی فراهم می‌کند.

آنها با ویرایش پنج محل اسید آمینه خاص، دانه‌های برنجی را تولید کردند که حاوی ۷۵ درصد CoQ۱۰ در برگ و دانه آنها بود که به مقدار تقریباً پنج میکروگرم CoQ۱۰ در هر گرم برنج بود.

محققان گزارش دادند: سنتز CoQ۱۰ به جای CoQ۹ تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد دانه گیاهان برنج نداشت.

این تیم همچنین تایید کرد که سویه‌های حاصل، تراریخته نبودند و هیچ جهش ژنتیکی ناخواسته‌ای نشان ندادند.

ژو جینگ‌جینگ(Xu Jingjing)، نویسنده ارشد این مطالعه توضیح داد که در حالی که محتوای CoQ۱۰ در این برنج ویرایش شده با سطوح موجود در برخی از غذاهای گیاهی مانند گوجه فرنگی قابل مقایسه است، اما همچنان کمتر از گوشت و ماهی است.

وی افزود: در آینده، تلاش‌هایی برای افزایش بیشتر محتوای CoQ۱۰ با ویرایش سایر ژن‌های کلیدی انجام خواهد شد.

تقویت منابع غذایی کلیدی برای پر کردن یک شکاف

اگرچه انسان‌ها معمولاً بین ۳ تا ۶ میلی‌گرم CoQ۱۰ در روز از رژیم غذایی خود دریافت می‌کنند، اما برخی مطالعات نشان می‌دهد که مصرف بهینه روزانه آن می‌تواند نزدیک به ۵۰۰ میلی‌گرم باشد.

از آنجایی که برنج، گندم و ذرت در مجموع بیش از نیمی از کالری دریافتی جهانی را تشکیل می‌دهند، تقویت این مواد اولیه می‌تواند به پر کردن شکاف برای افرادی که نیازهای تغذیه‌ای بیشتری دارند، کمک کند.

محققان رویکرد خود را به گندم نان که حدود ۲۰ درصد کالری دریافتی جهان را تامین می‌کند، گسترش داده‌اند.

به گفته این تیم، تکنیک ویرایش اولیه استفاده شده در اینجا می‌تواند برای سایر غلات و سبزیجاتی که معمولاً CoQ۹ را به جای CoQ۱۰ تولید می‌کنند نیز مورد استفاده قرار گیرد.

دانشمندان امیدوارند با غنی‌سازی این منابع غذایی کلیدی با یک آنتی‌اکسیدان مفید، راهی مناسب برای حمایت از سلامت قلب و تندرستی کلی ارائه دهند. در حالی که تحقیقات فعلی در مراحل اولیه خود باقی مانده است، اما نشان دهنده گامی امیدوارکننده به سوی محصولات مغذی‌تر و غنی شده زیستی است که می‌تواند به طور قابل توجهی بر سلامت عمومی جهانی تأثیر بگذارد.