棉花像糖果

或棉籽,由于天齐网首页工程的原因,您可以食用。
几年前, 我读到 一个使用天齐网首页工程从棉籽中去除有毒化合物的研究小组。现在看来,它们距离对发展中国家及其他地区人民的食物供应产生积极影响又近了一步。 时代杂志报道 几年前取得进展的Keerti Rathore博士和他的团队现在已经着手进行现场试验,这是测试该特性在现实条件下的适应性和有效性的必要步骤。

干扰RNA

让我告诉你这是如何工作的。他们使用了一种称为 RNA干扰或RNAi。当植物(以及我们发现的其他生物)被以RNA为遗传材料的病毒感染时,它们会通过切碎有问题的分子来捍卫自己。细胞使用双链DNA作为遗传物质,并使用非常相似的单链RNA将信息从天齐网首页携带到细胞的其余部分,以制造蛋白质。但是这些病毒使用的RNA是双链的,就像DNA。由于植物不’不要将RNA用作双链,这给他们提供了一些不同的检测和破坏方法,’s what they do.

一种称为Dicer的酶可以检测双链RNA,并将其切成约20个碱基长的小片段,而一种称为RNA诱导沉默复合物(RISC)的酶复合物则利用这些短片段来破坏随之而来的任何其他RNA分子。匹配那些短片的顺序。这些短的RNA片段称为小干扰RNA或siRNA。

基于RNA的病毒或逆转录病毒的目标是从其RNA天齐网首页组中制备DNA,并将该DNA插入宿主细胞中,从而可用于制造更多病毒。因此,除了敲除相似的天齐网首页外,一种类似的称为RITS(RNA诱导的转录沉默)的酶复合物也可以在细胞中找到任何天齐网首页。’匹配siRNA的DNA和‘silence’它们通过将称为甲基的小分子连接到DNA上来实现。这告诉细胞’的酶跳过可能的病毒天齐网首页,从而保护细胞免受病毒侵害。
Once cells evolved this amazing defense mechanism, they put it to good use in 他们自己的 evolution. (This is assuming the defense mechanism evolved first.) Now cells had a way to 安静 他们自己的 天齐网首页是否需要。因此,如果某个天齐网首页产生的RNA分子自身会加倍,那么Dicer就会将其切碎。以这种方式制成的RNA小片段称为Micro RNA,即miRNA。任何与该miRNA序列匹配的天齐网首页都注定要关闭。
通常,要获得这种沉默效果,要做的就是让一个看起来正常的天齐网首页复制一部分天齐网首页,然后反过来。这形成一个‘hairpin loop’天齐网首页产生的RNA中(看起来像发夹一样),因为序列的反向部分可以重新出现并与序列的前部相连。现在有RNAi经验的人会说,嘿,’s not 容易,但是那’s the basic idea.
微小RNA非常酷,它们在遗传学中的重要性正在提高。当我在2007年访问研究生学校时,伊利诺伊州的一位教授给我看了两张大豆的图片,一张是绿色的,另一张是黄色的,并问我是否认为黄色大豆是由显性天齐网首页或隐性天齐网首页引起的。
我回答了,“好吧,我首先想到的是,由于大豆缺乏色素,因此它在色素途径中的一个天齐网首页中发生了突变,阻止了色素的形成,这通常是隐性的。”
但是我继续“但是,如果它是由Micro RNA沉默这些天齐网首页之一引起的,那么它将占主导地位。” 我是对的,黄色突变体是由Micro RNA引起的,它以上述方式关闭了一种色素天齐网首页。
“啊,我想骗你!”她说。我忘了她是否握着拳头,好像在说:‘foiled again,’但是感觉就像那样。
RNA干扰使事物产生作用,好像它沉默的天齐网首页不是’即使在那个地方,也有点像天齐网首页被突变了’不再工作了。但是细胞通常每个天齐网首页都有两个拷贝,每个配对染色体上都有一个拷贝。有些植物的每个染色体有两个以上,因此它们可以有两个以上。通常,如果您突变了一个天齐网首页,使得它不会’如果不再工作,正常的工作副本或副本仍将在没有工作的情况下完成工作。这样“knockouts”因此,它是隐性的,因此必须使该天齐网首页的每个拷贝都失去功能才能获得所需的性状。不适用于RNAi。
使用RNAi,通常只需要一个拷贝的沉默天齐网首页,它将关闭目标天齐网首页的每个拷贝,有时甚至关闭同一天齐网首页中的相似天齐网首页‘gene family.’因此,无论是天然的还是人造的,MicroRNA都是主导天齐网首页。一滴miRNA就能做到。

棉纱墙


现在让’谈论棉花。棉花是为了纤维制成的,实际上,我现在穿着的每一件衣服都是由棉花制成的。但是有时候,棉籽也被喂给反刍牛,这种牛可以设法消化。但是我们其余的农场动物,尤其是我们,无法忍受它。那是因为它含有一种叫做 棉酚,这可能会导致钾水平过低和瘫痪。 (它显然也可以作为有效的男性避孕药…如果您忽略了瘫痪部分。)
在1950年代,研究人员知道棉籽可以经过艰苦的加工以去除有毒的棉酚,从而制成了合适的可食用食品。棉籽油今天也进入某些食品。因此他们决定,他们将尝试培育无棉酚的棉籽。通过在棉花植物中堆积隐性无功能或缺失的棉酚天齐网首页,他们成功地制造了可食用的棉籽。麻烦的是,它制造的棉花厂本身就是 相当可食用的害虫! 棉酚对于整个植物的植物防御都是必不可少的,因此通过完全剔除天齐网首页,它制成了一种新的可食用食品,’t be grown.
快进五十年,Rathore等人的工作。他们意识到我们拥有关闭棉酚制造天齐网首页的技术 只在种子里,使天齐网首页在植物的其余部分中仍然起作用。每个天齐网首页都有至少一个启动子,在它的前面(或内部,有时是其他地方)有一段DNA,告诉细胞’是在那里表达的一个天齐网首页,它还告诉细胞何时表达它。有些启动子一直在打开天齐网首页,启动子告诉它仅在发生诸如感染或昆虫攻击的信号时才打开,而干旱等胁迫的启动子以及仅在某些组织中打开天齐网首页的启动子。由于同一植物的所有细胞都具有相同的天齐网首页,因此每个细胞之间的差异来自使用哪种天齐网首页以及何时使用。
Rathore博士及其合伙人他们发现了一种种子特异性启动子,该启动子仅在种子中打开一个天齐网首页,并将其连接到产生微型RNA的RNAi构建体上。当他们将其插入棉花植物中并进行生长时,他们发现棉酚在叶片和茎中正常产生,并且该化合物在种子中急剧减少。成功!

4400万吨公吨乐趣

对这一发展有何潜在影响?首先,它打开了巨大的潜在食物来源,尤其是蛋白质。从2006年文章:

“很少有人意识到,每生产一磅棉纤维,植物就会产生1.6磅种子,”拉索尔指出。“世界每年生产4400万吨棉籽。棉籽通常含有约22%的蛋白质,’是一种非常优质的蛋白质。”
他说,总共有大约1000万吨的蛋白质包含在该种子中。

他们进行了数学运算,并计算出该蛋白质足以满足5亿人的每日需求。 五亿.
那’几乎是人口的1/13。是的,有一天这可能会很重要。
其次,由于棉籽主要被认为是农场的废品,因此现在对农民来说是很有价值的东西。这意味着从第三世界到新世界的棉花种植可以更加有利可图。
最后,这还可以降低加工棉籽油和动物饲料的成本,这是相当昂贵的。看起来像 该专利 有一天会值得一些钱。
但是我认为最重要的部分是这对发展中国家的农民和其他人意味着什么,他们将能够直接从市场上的其他食品中受益。由于棉籽将与其他商品竞争,因此也可能同时降低其他食品的成本。
新发展 已报告 据《时代》杂志报道,自从对这种RNAi棉酚的研究首次问世以来,它已经从温室发展到成熟的田间试验。他们发现它在田间和温室中的效果一样好。有没有’根据Pubmed的搜索,似乎还没有发表论文,但是当发生这种情况时,我将有兴趣了解更多有关它的表现的信息。
他们使用RNAi的事实还具有其他含义。如果不知何故,发现了一种变异的棉花植物’如前所述,如果不能在其种子中产生棉酚,则可能是隐性突变。如果将其育种为棉花并在田间种植,它应该可以很好地工作,就像转天齐网首页作物一样。但是,如果有人在其旁边种植正常的野生型棉田,则可能使无隐性棉酚的植物异花授粉。由于种子的遗传不仅取决于父母双方,而且还取决于父母双方,因此隐性植物中的某些种子可能具有显性天齐网首页,从而恢复了有毒的棉酚。
RNA干扰 棉 would not have this problem. It would already have the same 棉酚-producing genes as every other 棉, and would 安静 them all the same. Farmers could be confident 那 their 棉 will produce edible seeds no matter what their neighbors grow.
想象一下,印度的一个农民只有几英亩的土地,现在可以将他们曾经一度几乎一文不值的棉花种子出售为粮食商品… 或者煮饭吃!

失败被废除

这则新闻使我想起有关科学家联盟’ 最近的报告, ‘屈服失败。‘相反,它使我想起该报告的范围有限,不考虑除转天齐网首页大豆和玉米以外的所有内容。作者Doug Gurian-Sherman, 解释说棉花被排除在外 该报告中的数据,因为它不能用作粮食作物,因为它是用于纤维和动物饲料的。

屈服失败 很大程度上是由过去几年的“全球粮食危机”引起的。因此,我们想研究GE解决挑战的能力。 餐饮 鉴于全球人口不断增长,消费模式不断变化以及气候变化的影响,中国的农业生产。因此,我们决定研究美国的主要转天齐网首页食品或饲料作物,这意味着大豆和玉米。我们不包括油籽作物油菜籽,因为油菜籽的种植面积约为100万英亩,仅占2008年玉米和大豆种植面积的0.6%。
棉花被排除在外是因为它主要是纤维作物。棉籽粉还可以用作动物饲料,植物本身也可以用作饲料,但是这些用途是纤维生产的辅助手段。换句话说,我们没有考虑转天齐网首页棉花,因为该报告旨在为解决全球粮食危机而不是全球服装危机提供信息。

哈哈哈阅读此说明时,我想到的第一件事是在UCS报告之前很久就写的2006年论文。我不知道当时的研究进展如何,所以这个消息使UCS报告再次走在前列。在这里,我们有一份报告旨在分析天齐网首页工程’潜在的全球粮食危机潜力,但完全忽略了天齐网首页工程可以帮助人们获得除增产以外的更多食物(在这种情况下为蛋白质!)的方法。以上段落还提出了一些微不足道的论点,以证明排除了古里安·谢尔曼(Gurian-Sherman)带来的棉花(和低油菜籽)单产的增加 承认其他地方 确实是真实的。

转天齐网首页棉花已经在发展中国家进行了研究,但是对转天齐网首页玉米的研究却很少。产量增加通常可在10%到40%之间变化,有时甚至更多。

因此,如果Bt棉花中包含该RNAi特性,则这10-40%(一项研究表明达到80%, 在这里提到 帕姆·罗纳德(Pam Ronald)的研究),棉花单产的确可以推动全球粮食需求的增长。也就是说,这种天齐网首页工程的性状已经可以提供足够的蛋白质,每年足以养活十亿人口,因此产量增加。

紧缩的坚果?


无论从遗传学角度还是从食品生产的角度来看,这都是一个令人着迷的发展,而且从 美食。根据棉籽种子Keerti Rathore博士的说法“味道像鹰嘴豆。”我想知道棉籽适合哪种食物?我们能找到棉籽马萨拉,还是有一天看到它漂浮在鸡汤中而不是大麦中?还是将棉籽抓饭与Orzo,山核桃,蘑菇和鼠尾草搭配得更有条理?
由于棉花在美国也广泛种植,也许我很快就会发现如何烘烤“TAMU螺母“* taste.

* TAMU代表Texas A&M University. Cute.

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