Britse onderzoekers hebben via een relatief kleine ingreep de aanmaak van provitamine D3 in tomaat flink verhoogd. Dat biedt mogelijkheden om de voedingswaarde van gewassen te verbeteren en nieuwe voedingsbronnen voor deze belangrijke vitamine te creëeren als alternatief voor dierlijke producten.
Een van de Sustainable Development Goals van de VN is om in 2030 alle honger de wereld uit te hebben. Dat betekent niet alleen dat de gehele wereldbevolking toegang heeft tot voldoende voedsel, maar ook dat het voedsel alle benodigde voedingsstoffen bevat.
Het gaat dus niet alleen om kwantiteit, maar nadrukkelijk ook om kwaliteit. Want honger kent vele gedaantes. Ook als je op dagelijkse basis wel voldoende calorieën binnenkrijgt, maar onvoldoende vitaminen en mineralen is er sprake van ‘verborgen honger’. Dit treft ongeveer een derde van de wereldbevolking, met uiteenlopende gezondheidsproblemen tot gevolg, variërend van bloedarmoede en gezichtsverlies tot groeiachterstanden en aangeboren afwijkingen. Vooral kinderen, zwangere vrouwen en ouderen zijn kwetsbaar; zij ondervinden de meeste gevolgen van een tekort aan micronutriënten, zoals ijzer, folaten (vitamine B9), vitamine A en zink.
In dit rijtje van belangrijke micronutriënten hoort ook vitamine D, dat in ons lichaam cruciaal is voor sterke botten en een goed werkend immuunsysteem. Daarnaast wordt een tekort aan vitamine D geassocieerd met een hele lijst aan gezondheidsproblemen, waaronder hart- en vaatziekten, depressie, neurodegeneratieve ziektes en dementie. Vis, eieren en zuivel zijn belangrijke bronnen van vitamine D3 (cholecalciferol), maar ons lichaam kan ook zelf vitamine D synthetiseren vanuit voorlopermoleculen en zonlicht (UV-B straling). Voor deze voorlopers zijn we afhankelijk van onze voeding. Een belangrijke voorloper is 7-dehydrocholesterol (7-DHC) oftewel provitamine D3. Onder invloed van UV-B straling gaat provitamine D3 over in previtamine D3 en dat isomeriseert vervolgens tot vitamine D3.
Blokkade
Planten uit de Nachtschade familie, waaronder tomaat, maken 7-DHC aan als tussenproduct om cholesterol en verschillende belangrijke hormonen aan te maken. Onderzoekers van het Britse John Innes Centre publiceerden deze week in Nature Plants hun methode om gericht in tomaat een gen te blokkeren, waardoor er een ophoping van 7-DHC in de vruchten ontstaat. Deze tomaten worden daarmee een belangrijke bron van vitamine D. In vaktermen, de tomaat is gebiofortificeerd; een versterkte versie van zichzelf geworden. Een ‘gezondere’ tomaat.
Biofortificatie van landbouwgewassen is een goede manier om verborgen honger te bestrijden, vindt KVAB-lid Dominique Van Der Straeten, hoogleraar functionele plantenbiologie aan de Universiteit Gent die, samen met haar medewerker Simon Strobbe, ook een begeleidend News&Views-artikel schreef. ’De verhoging van de voedingswaarde van basisgewassen is essentieel voor miljarden mensen. Bovendien is het duidelijk dat we een algehele voedseltransitie moeten ondergaan waarin we veel minder dierlijke producten consumeren en veel meer richting plantaardig voedsel gaan. Dat is goed voor de planeet in haar geheel.’ Dat vraagt dus ook om plantaardige alternatieven voor sommige micronutriënten.
Parallelle route
De aanpak van de Britse groep bouwt verder op de recente ontdekking van een duplicatie-route in tomaat; de plant heeft twee parallelle productieroutes beschikbaar voor de aanmaak van cholesterol en fytosterol vanuit hetzelfde startpunt, cycloartenol. In de ene route worden de fytosterolen en brassinoïden (essentiële hormonen voor de groei van de plant) aangemaakt. In de andere route wordt 7-DHC gevormd, dat de basis is voor cholesterol en een andere groep moleculen, de steroïde glycoalkaloïden (SGA’s), die een rol spelen in de verdediging van de plant. Door deze route te blokkeren (via een genetische knock-out, met CRISPR-Cas9, van het verantwoordelijke enzym) wordt 7-DHC niet meer omgezet en hoopt zich op. Tegelijkertijd lijken de planten geen hinder te ondervinden van de aanpassing. Groei, ontwikkeling en hoeveelheid geproduceerde vruchten waren niet aangetast.
Maar daar heeft Van Der Straeten nog wel kanttekeningen bij. ’Deze studie betreft tomatenplanten die allemaal onder gecontroleerde omstandigheden zijn gekweekt. Ik ben heel benieuwd naar de veldstudie met deze aanpaste planten. De route die nu is geblokkeerd heeft ongetwijfeld een verdedigingsfunctie voor de plant. Het is dus de vraag hoe goed deze planten het doen in het veld.’
Li, J. et al. (2022) Nature Plants, doi:10.1038/ s41477-022-01154-6 (open access)
Van Der Straeten, D. & Strobbe, S. N&V (2022) Nature Plants, doi:10.1038/ s41477-022-01158-2
Nog geen opmerkingen