تهیه مواد مغذی شیر مادر از گیاه
یک گیاه اصلاح‌شده شبیه به تنباکو اکنون قادر است مواد مغذی موجود در شیر مادر را تولید کند. دانشمندان موفق به مهندسی ژنتیکی یکی از بستگان نزدیک گیاه تنباکو، جهت تولید این مواد مغذی شده‌اند می‌تواند به تولید شیرخشک‌های مغذی‌تر و مقرون به صرفه‌تر برای نوزادان منجر شود.
شیر مادر به‌عنوان منبع تغذیه ایده‌آل برای نوزادان به مدت هزاران سال شناخته شده است و سرشار از مواد مغذی ضروری و ترکیبات تقویت‌کننده سیستم ایمنی است که آغازگر زندگی سالمی برای نوزادان محسوب می‌شود. با این حال، برای برخی از مادران، شیردهی همیشه ممکن نیست. این موضوع منجر به تولید شیر خشک برای نوزادان شده است، اما اغلب این شیرها فاقد قندهای پیچیده‌ای به نام الیگوساکاریدهای شیر انسان (HMOs) هستند که در شیر مادر وجود دارند.
به گفته تیم تحقیقاتی، این فناوری می‌تواند کمبود الیگوساکاریدهای شیر انسان (HMOs) در شیر خشک را برطرف کند و به این ترتیب فواید تغذیه‌ای شیر مادر را به شیرخشک‌ها منتقل می‌کند. تحقیقات نشان داده‌اند که این گیاه اصلاح‌شده به نام نیکوتیانا بنسامیانا (Nicotiana Benthamiana) می‌تواند HMOs تولید کند که به تقویت باکتری‌های سالم روده کمک کرده و برای سیستم ایمنی نوزاد بسیار مفید است.
شیر مادر حاوی حدود ۲۰۰ نوع HMO مختلف است. در حالی که این قندها برای نوزادان قابل هضم نیستند، اما به‌عنوان منبع غذایی مهمی برای باکتری‌های مفید روده در هفته‌های اولیه زندگی عمل می‌کنند. لازم به ذکر است که با ترویج باکتری‌های سالم، HMOs به کاهش خطر عفونت‌های ویروسی و باکتریایی کمک کرده و مزایای سلامتی دیگری نیز به همراه دارند.
در حال حاضر، تنها تعداد محدودی از HMOs را می‌توان با استفاده از باکتری E. coli مهندسی‌شده تولید کرد. این فرآیند شامل جداسازی ذرات مفید از سایر بخش‌ها است که هم دشوار و هم پرهزینه است. تولیدکنندگان بزرگ شیر خشک نیز شروع به گنجاندن HMOs در محصولات خود کرده‌اند، اما پیچیدگی و هزینه این فرآیند، مانع از گسترش آن‌ها شده است.
اکنون، با استفاده از این گیاه اصلاح‌شده، یک جایگزین امیدوارکننده برای تولید مجموعه وسیع‌تری از HMOs به‌صورت مؤثر فراهم شده است. دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی(University of California, Berkeley)، در مطالعه خود فرآیندهای تولید شکر در این گیاه را دوباره برنامه‌ریزی کرده و ژن‌هایی را وارد کردند که برای تولید آنزیم‌های خاص مورد نیاز برای جمع‌آوری قندهای پایه به نام مونوساکاریدها در ساختارهای پیچیده HMO طراحی شده بودند.
این گیاه اصلاح‌شده قادر به تولید ۱۱ HMO شناخته‌شده است که پیشرفتی قابل توجه در این زمینه به شمار می‌آید. پاتریک شی، رهبر تیم تحقیقاتی، می‌گوید: «ما هر سه گروه اصلی الیگوساکاریدهای شیر انسان را تولید کردیم. تا آنجا که می‌دانم، هیچ‌کس تاکنون نشان نداده که می‌توان هر سه گروه را به‌طور همزمان در یک ارگانیسم واحد تولید کرد.» این دستاورد شامل تولید LNFP1 است که با کاهش عفونت‌های نوزادان مرتبط است.
پاتریک شی آینده‌ای را پیش‌بینی می‌کند که در آن شیرخشک نوزاد می‌تواند به‌طور قابل توجهی با ترکیب این HMOs تولید شده در گیاه بهبود یابد و به گزینه‌های سالم‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تری برای نوزادان منجر شود. او می‌گوید: «تصور کنید که بتوانید تمام الیگوساکاریدهای شیر انسان را در یک گیاه بسازید. سپس می‌توانید آن گیاه را آسیاب کنید، همه الیگوساکاریدها را به‌طور همزمان استخراج کنید و مستقیماً به شیر خشک اضافه کنید.
به گفته او، پیامدهای این تحقیق فراتر از تغذیه نوزادان است و به کاربردهای رژیمی و سلامتی گسترده‌تری نیز مرتبط می‌شود. او خاطرنشان کرد: «این فناوری نه‌تنها می‌تواند شیرهای گیاهی را برای نوزادان بهبود بخشد، بلکه برای بسیاری از جنبه‌های دیگر رژیم غذایی و سلامت بزرگسالان نیز مفید خواهد بود.»
شی همچنین اشاره کرد که پیش‌تر گیاهان مهندسی‌شده، تولید روغن‌ها و اسیدهای چرب سالم‌تری کرده‌اند و این تنها نمونه‌ای از راه‌هایی است که می‌توانیم گیاهان را برای افزایش سلامت انسان دستکاری کنیم. این رویکرد جدید می‌تواند راه را برای تولید شیرهای گیاهی غیر لبنی مغذی‌تر برای بزرگسالان هموار کند و به‌طور بالقوه منجر به تولید داروهای جدید مبتنی بر HMOs شود.