遺伝子組み換え植物は乳児用調合乳を母乳に近づけるかもしれない

新たな研究により、遺伝子組み換え植物がどのようにして乳児用調合粉ミルクを母乳と同等の栄養価に高めるのに役立つかが明らかになった。

世界中で、大多数の赤ちゃん（約75％）が、生後6か月間、唯一の栄養源として、または栄養補助食品として乳児用調製粉乳を飲んでいます。 母乳育児しかし、粉ミルクは成長中の赤ちゃんにとって不可欠な栄養源ではあるものの、現時点では母乳の栄養プロファイルを完全に再現しているわけではありません。

その理由の 1 つは、人間の母乳には、病気の予防や健康な腸内細菌の増殖を助ける約 200 種類のプレバイオティクス糖分子の独特なブレンドが含まれているからです。しかし、これらの糖のほとんどは、製造が不可能ではないにしても、依然として困難です。

このジャーナルに掲載された新しい研究では ネイチャーフード研究者たちは、植物の糖生成機構を再プログラムし、ヒトミルクオリゴ糖とも呼ばれる多様なヒトミルク糖を生産できるようにした。

この発見は、より健康的で手頃な価格の 赤ちゃん用の調合乳、またはより栄養価の高い非乳製品 植物性ミルク 大人用。

「植物は、太陽光と大気中の二酸化炭素を吸収して糖を作る驚異的な生物です。そして、植物は1種類の糖を作るだけではなく、単純糖から複合糖まで、多種多様な糖を作ります」と、カリフォルニア大学バークレー校イノベーティブ・ゲノミクス研究所の植物・微生物生物学助教授で研究員でもある、本研究の主任著者パトリック・シー氏は言う。

「植物にはすでにこの基礎的な糖代謝があるので、それを転用して母乳オリゴ糖を作ろうかと考えました。」

母乳オリゴ糖を含むすべての複合糖は、単糖類と呼ばれる単純な糖の構成要素からできており、単糖類が結合してさまざまな鎖や分岐鎖を形成できます。母乳オリゴ糖がユニークなのは、これらの分子に見られる単純な糖を結合するための特定の結合セット、つまり規則です。

植物にヒトミルクオリゴ糖を作らせるために、第一著者のコリン・バーナムは、これらの特定の結合を作る酵素の遺伝子を操作した。カリフォルニア大学デービス校のダニエラ・バリレ、デイビッド・ミルズ、カリト・レブリラと協力して、彼はその遺伝子を ニコチアナ・ベンサミアナ タバコの近縁種である植物。

遺伝子組み換え植物は、11 種類の既知の母乳オリゴ糖と、同様の結合パターンを持つさまざまな他の複合糖を生産しました。

「私たちは、母乳オリゴ糖の3つの主要なグループすべてを作りました」とシー氏は言う。「私の知る限り、これら3つのグループすべてを単一の生物で同時に作れることを実証した人は誰もいません。」

バーナムはその後、安定したラインの ベンサミアナ LNFP1と呼ばれる単一の母乳オリゴ糖を生産するように最適化された植物。

「LNFP1は5つの単糖類からなる母乳オリゴ糖で、非常に有益であると考えられていますが、これまでのところ、従来の微生物発酵法では大規模に製造することができません」と、カリフォルニア大学デービス校の大学院生としてこの研究を完了したバーナム氏は言う。

「より大きく複雑な母乳オリゴ糖の製造を開始できれば、業界が現在解決できない問題を解決できると考えました。」

現在、人工的に作られた人工乳オリゴ糖を少量生産することができる。 大腸菌 細菌。しかし、有益な分子を他の有毒な副産物から分離するのはコストのかかるプロセスであり、これらの糖を混合物に含む乳児用調合乳は限られています。

研究の一環として、シー氏とバーナム氏はノースカロライナ州立大学の協力者ミンリアン・ヤン氏と協力し、植物から母乳オリゴ糖を工業規模で生産するコストを推定し、微生物プラットフォームを使用するよりも安価になる可能性が高いことを発見した。

「母乳のオリゴ糖をすべて1つの植物で作れると想像してみてください。そうすれば、その植物を粉砕して、すべてのオリゴ糖を同時に抽出し、それを直接乳児用調合乳に加えることができるのです」とシー氏は言う。

「実装と商業化には多くの課題があるだろうが、これが私たちが目指している大きな目標だ。」

その他の著者は、カリフォルニア大学デービス校、カリフォルニア大学バークレー校、ノースカロライナ州立大学の出身です。

この研究は、国立衛生研究所、米国エネルギー省、国立補完統合衛生センターなどから一部支援を受けた。

ソース： カリフォルニア大学バークレー校