研究者は、小麦のグルテン含有量を減らして、セリアック病やグルテン過敏症の人にアレルギーを起こさせないようにすることを目指しています.クレジット:ジョナサン・ウィンダム
米国農務省は、食物アレルギーの 90% を引き起こす「ビッグ 8」食品のグループを特定しています。これらの食品の中には、小麦とピーナッツがあります.
アメリカ作物科学協会のメンバーであるサチン・ラストギは、育種を利用してこれらの食品のアレルギーの少ない品種を開発する方法を研究しています。 Rustgi は最近、仮想の 2020 ASA-CSSA-SSSA 年次総会で彼の研究を発表しました。
もちろん、小麦やピーナッツによって引き起こされるアレルギー反応は、これらの食品を避けることで防ぐことができます. 「簡単そうに聞こえますが、実際には難しいことです」と Rustgi 氏は言います。
小麦とピーナッツを避けることは、健康的な食品の選択肢を失うことを意味します.これら 2 つの食品は栄養の源です。
小麦は、エネルギー、繊維、ビタミンの優れた供給源です。ピーナッツは、タンパク質、良質な脂肪、ビタミン、ミネラルを提供します。
「食物アレルギーのある人は、食物を避けるために一生懸命努力することができますが、アレルゲンに偶発的にさらされる可能性もあります.アレルゲンへの暴露は入院につながる可能性があり、特にピーナッツ アレルギーのある人はそうです。
「地理的、文化的、または経済的な理由から、小麦やピーナッツを避けるのは簡単ではない人もいます」と Rustgi は説明します。
電気泳動は、DNA またはタンパク質の分子を分離するために使用される科学的手法です。ここに示されている分子がゲルを通過する方法は、科学者が重要な特性を理解するのに役立ちます。クレジット:ジョナサン・ウィンダム
Rustgi と彼の同僚は、植物育種と遺伝子工学を使用して、小麦とピーナッツのアレルギーの少ない品種を開発しています。彼らの目標は、アレルギーを持つ人々の食事の選択肢を増やすことです.
小麦については、研究者はグルテンと呼ばれるタンパク質のグループに注目しています。
パン粉に含まれるグルテンは、生地に弾力性を与えます。グルテンは、パンの歯ごたえにも貢献しています。
しかし、グルテンはセリアック病患者に免疫反応を引き起こす可能性があります.さらに、セリアック病以外のグルテン過敏症を経験し、さまざまな有害な症状を引き起こす人もいます.
研究者たちは、グルテン含有量の少ない小麦の品種を作ろうとしてきました.課題の一部は、グルテン遺伝学の複雑な性質にあります。グルテンを作るために必要な情報は、小麦細胞の DNA に埋め込まれています。
しかし、グルテンは単一のタンパク質ではなく、多くの異なるタンパク質のグループです.個々のグルテンタンパク質を作るために細胞が必要とする指示は、異なる遺伝子内に含まれています.
小麦では、これらのグルテン遺伝子は細胞の DNA 全体に分布しています。 DNA の非常に多くの部分がグルテンの生成に関与しているため、植物育種家がグルテン レベルの低い小麦品種を育種することは困難です。
このペトリ皿で増殖する細菌は、ある植物から別の植物に遺伝物質を移すのに役立ちます。バイオテクノロジーにおけるこの方法は、組換え DNA 技術と呼ばれます。クレジット:ジョナサン・ウィンダム
「この研究を開始したとき、非常に多くの遺伝子によって制御される特性に取り組むことができるかどうかという大きな疑問がありました」と Rustgi は言います。
ピーナッツの場合も同様です。ピーナッツには、アレルゲンとして認識されている 16 種類のタンパク質が含まれています。
「すべてのピーナッツタンパク質が同じようにアレルギーを引き起こすわけではありません」と Rustgi は言います。ピーナッツに敏感な人の半数以上で、4 つのタンパク質がアレルギー反応を引き起こします。
小麦のグルテン遺伝子と同様に、ピーナッツ アレルゲン遺伝子はピーナッツ DNA 全体に広がっています。
「これほど多くのターゲットに影響を与えることは、現在の技術を使っても簡単なことではありません」と Rustgi 氏は言います。
Rustgi と研究チームは、小麦とピーナッツの多くの品種をテストして、他のものより自然にアレルギーが少ないものを見つけています.
これらの低アレルギー品種は、高収量や害虫抵抗性などの望ましい特性を持つ作物品種と交配することができます。目標は、商業的に栽培できる低アレルギー性の小麦を開発することです。
Rustgi は、伝統的な育種の取り組みに加えて、小麦やピーナッツのアレルギー性タンパク質を減らすために遺伝子工学も使用しています。
たとえば、CRISPR と呼ばれる技術により、科学者は細胞の DNA に非常に正確な変更を加えることができます。
Rustgi は CRISPR を使用して、小麦のグルテン遺伝子を標的にしています。 CRISPR 技術の最近の改良により、研究者は一度に多くの遺伝子を標的にすることができます。
CRISPR の標的となる遺伝子が変化または変異します。これは、細胞が特定のタンパク質を作るためにこれらの遺伝子を「読み取る」ことができなくなったことを意味します.
「小麦のグルテン遺伝子を破壊すると、小麦のグルテンレベルが大幅に低下する可能性があります。同様のアプローチはピーナッツでも機能します」と Rustgi 氏は言います。
他のアプローチには、小麦細胞でグルテン生産がどのように調節されているかを理解することが含まれます.結局のところ、1 つのタンパク質が多くのグルテン遺伝子の「マスター レギュレーター」として機能します。
このマスターレギュレーターを破壊すると、小麦のグルテン量が減少する可能性があるため、これは重要です.単一の遺伝子を標的にすることは、いくつかのグルテン遺伝子を破壊しようとするよりもはるかに簡単です.
「小麦とピーナッツは、多くの人にとって、特に資源が奪われた状態に住んでいる人々にとって主要なタンパク質源です」とRustgiは言います. 「小麦とピーナッツをすべての人が利用できる手頃な価格の方法を見つけることは非常に重要です。」
アレルゲンレベルを抑えた小麦とピーナッツを開発することは、この目標に向けた重要なステップです。
「これらの作物は、アレルゲンへの偶発的な曝露も減らします」と Rustgi は言います。 「また、暴露が起こった場合の反応の重症度を制限します。」
Sachin Rustgi はクレムソン大学の研究者です。この作品は、サウスカロライナ州と国立ピーナッツ委員会、生命科学発見基金、およびクレムソン大学によってサポートされていました。 2020 ASA-CSSA-SSSA 年次総会は、アメリカ農学協会、アメリカ作物科学協会、アメリカ土壌科学協会が主催しました。
