Ilmuwan Membuat Tomat yang Dimodifikasi Secara Genetik untuk Meningkatkan Vitamin D

Dr Ji Li meneliti tomat yang diperkaya dengan vitamin D. Kredit: Phil Robinson

Tomat yang telah dimodifikasi secara genetik untuk menghasilkan vitamin D, yang dikenal sebagai vitamin sinar matahari, bisa menjadi inovasi sederhana dan berkelanjutan untuk mengatasi masalah kesehatan global.

Para peneliti menggunakan pengeditan gen untuk mematikan molekul spesifik dalam genom tanaman yang meningkatkan vitamin D3 baik pada buah dan daun tanaman tomat. Itu kemudian diubah menjadi vitamin D3 oleh paparan sinar UV.

Vitamin D dibuat dalam tubuh kita setelah kulit kita terkena sinar UV, tetapi sumber utamanya adalah makanan. Tanaman baru yang diperkaya secara biologis ini dapat membantu jutaan orang yang menderita kekurangan vitamin D, masalah yang berkembang terkait dengan peningkatan risiko kanker, demensia, dan banyak penyebab utama kematian. Penelitian juga menunjukkan bahwa kekurangan vitamin D terkait dengan peningkatan intensitas dari infeksi oleh Covid-19.

Tomat yang menghasilkan vitamin D bisa menjadi inovasi sederhana dan berkelanjutan untuk mengatasi masalah kesehatan global.

Tomat secara alami mengandung salah satu bahan pembangun vitamin D3, yang disebut provitamin D3 atau 7-dehydrocholesterol (7-DHC), dalam daunnya pada tingkat yang sangat rendah. Namun, provitamin D3 biasanya tidak terakumulasi dalam buah tomat matang.

Para ilmuwan dalam kelompok Profesor Cathy Martin di John Innes Center menggunakan pengeditan gen CRISPR-Cas9 untuk melakukan revisi pada kode genetik tanaman tomat sehingga vitamin D3 terakumulasi dalam buah tomat. Daun tanaman yang dimodifikasi mengandung hingga 600 mcg provitamin D3 per gram berat kering. Dosis harian vitamin D yang direkomendasikan adalah 10 mikrogram untuk orang dewasa.

Saat menanam daun tomat biasanya limbah, tetapi tanaman yang dimodifikasi itu dapat digunakan untuk memproduksi suplemen vitamin D3 yang ramah vegan, atau untuk fortifikasi makanan.

Profesor Cathy Martin, penulis studi yang sesuai, yang muncul di Nature Plants, mengatakan.

Empat puluh persen orang Eropa kekurangan vitamin D dan begitu juga satu miliar orang di seluruh dunia. Kami tidak hanya menangani masalah kesehatan yang sangat besar, tetapi membantu produsen, karena daun tomat yang terbuang saat ini dapat digunakan untuk membuat suplemen dari garis-garis yang dimodifikasi secara genetik. “

Penelitian sebelumnya mempelajari jalur biokimia tentang bagaimana 7-DHC dalam buah digunakan untuk membuat molekul dan menemukan bahwa enzim spesifik Sl7-DR2 bertanggung jawab untuk mengubah ini menjadi molekul lain.

Untuk memanfaatkannya, peneliti menggunakan CRISPR-Cas 9 untuk mematikan enzim Sl7-DR2 pada tomat sehingga 7DHC terakumulasi dalam buah tomat.

Mereka mengukur jumlah 7-DHC yang ada di daun dan buah dari tanaman tomat yang dimodifikasi dan menemukan bahwa ada peningkatan yang signifikan dalam kadar 7-DHC di daun dan buah dari tanaman yang dimodifikasi.

7-DHC terakumulasi dalam daging dan kulit tomat.

Para peneliti kemudian menguji apakah 7-DHC pada tanaman yang dimodifikasi dapat diubah menjadi vitamin D3 dengan menyinari sinar UVB ke daun dan irisan buah selama satu jam. Mereka menemukan itu efektif dan sangat efektif.

Setelah perawatan dengan sinar UVB untuk mengubah 7-DHC menjadi vitamin D3, satu tomat mengandung tingkat vitamin D yang setara dengan dua telur berukuran sedang atau 28 gram tuna — keduanya direkomendasikan sebagai sumber makanan vitamin D.

Studi tersebut mengatakan bahwa vitamin D dalam buah matang dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan paparan sinar ultraviolet yang berkepanjangan, misalnya selama pengeringan matahari.

Penghambatan enzim pada tomat tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan, pertumbuhan, atau hasil tanaman tomat. Tanaman lain yang berkerabat dekat seperti terong, kentang, dan paprika memiliki jalur biokimia yang sama, sehingga metode ini dapat diterapkan pada tanaman sayuran ini.

Awal bulan ini, pemerintah Inggris mengumumkan tinjauan formal yang memeriksa apakah makanan dan minuman harus diperkaya dengan vitamin D untuk mengatasi kesenjangan kesehatan.

Sebagian besar makanan mengandung sedikit vitamin D, dan tanaman umumnya merupakan sumber yang sangat buruk. Vitamin D3 adalah bentuk Vitamin D yang paling tersedia secara hayati dan diproduksi di dalam tubuh saat kulit terkena sinar matahari. Di musim dingin dan di dataran tinggi, orang perlu mendapatkan vitamin D dari makanan atau suplemen mereka karena matahari tidak cukup kuat bagi tubuh untuk memproduksinya secara alami.

Penulis pertama studi Dr. Jie Li mengatakan: “Pandemi COVID-19 telah membantu menjelaskan masalah kekurangan vitamin D dan dampaknya pada fungsi kekebalan dan kesehatan umum. Tomat kaya vitamin D yang kami produksi menyediakan sumber nabati “

Referensi: “Tomat yang diperkaya biofortifikasi menyediakan jalur baru menuju kecukupan vitamin D” oleh J. Lee, Aurelia Scarano, Nestor Mora Gonzalez, Fabio Dorso, Yajuan Yu, Christian Nemeth, Gerhard Saalbach, Lionel Hill, Angelo Santino dan Cathy Martin, 23 Mei dan tanaman alam.
DOI: 10.1038 / s41477-022-01154-6