تولید نوعی پروتئین فوق شیرین طبیعی در جو
پژوهشگر پسادکترای پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی در وبینار سلسله سخنرانی‌های این پژوهشگاه با عنوان «تولید پروتئین شیرین‌کننده تائوماتین با استفاده از مهندسی ژنتیک» گفت: توماتین یک پروتئین فوق شیرین است که از گیاه آفریقایی Thaumato coccus Daniellii با اسم بومی «کاتم» (Katemfe) به دست می‌آید. ایوب ملا احمد نالوسی میزان شیرین‌کنندگی تائوماتین را ۳هزار برابر (وزنی) شکر دانست و اظهار کرد: از این رو این گیاه می‌تواند به‌عنوان یک جایگزین برای برخی مصارف مد نظر قرار گیرد؛ ولی پرورش این گیاه نیاز به شرایط خاصی دارد؛ چرا که این گیاه آفریقایی که در شرایط اقلیمی خاص می‌روید، به گرده‌افشان‌های بومی برای میوه‌دهی نیاز دارد. وی موثر بودن در درمان دیابت‌های نوع ۱ و ۲، کنترل فشار خون، کاهش قند خون، تمیزی دندان‌ها و کاهش وزن و جلوگیری از چاقی را از مزایای استفاده از پروتئین شیرین‌کننده این گیاه نام برد و اضافه کرد: علاوه بر آن بازار شیرین‌کننده‌های مصنوعی در سال ۲۰۱۸ بالغ بر ۲/ ۷ میلیارد دلار بوده است و این بازار تا سال ۲۰۲۴ به ۸/ ۹ میلیارد دلار خواهد رسید، در حالی که بازار استویا در سال ۲۰۱۸، ۵۹۵ میلیارد دلار بوده است که این میزان حدود ۳۶ کیلوتن بوده است. نالوسی خاطرنشان کرد: بازار تائوماتین چیزی در حدود ۱۷۰ میلیون دلار در سال ۲۰۱۸ بوده که با رشد بیش از ۷ درصدی در سال مواجه است.
به گفته این محقق، ۵/ ۲ کیلوگرم توماتین با غلظت ۵ ppm توان شیرین‌کنندگی ۵ تن نوشیدنی را دارد. این پژوهشگر پسادکترای پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، مقاومت در برابر دما را از دیگر مزایای پروتئین شیرین‌کننده توماتین نام برد و یادآور شد: این پروتئین در دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد در مدت ۳۰ دقیقه قدرت شیرین‌کنندگی خود را حفظ خواهد کرد. وی با اشاره به استفاده از شکر در انواع نوشیدنی‌ها، شیرینی و شکلات، انواع غذاها و غذاهای حیوانات خانگی، این پروتئین را بهترین جایگزین برای مواد شیرین‌کننده مصنوعی دانست.
نالوسی با بیان اینکه توماتین دارای ۶ نوع ۱، ۲، ۲، A،B و V است، گفت: از میان این تعداد، نوع ۱ و ۲ دارای شیرین‌کننده فعال است، ولی نوع ۱ آن دارای شیرین‌کننده مقاوم به دمای بالا نسبت به نوع ۲ آن است. این محقق خاطرنشان کرد: پروتئین‌ها طعم و مزه خاصی ندارند، ولی برخی مانند توماتین بیشترین میزان شیرین‌کنندگی را دارد، ولی کشت این گیاه در هر منطقه‌ای به سهولت انجام نمی‌شود، بلکه نیاز است با استفاده از روش مهندسی ژنتیک در گیاه دیگری کشت شود تا تولید آن صرفه اقتصادی داشته باشد. وی جداسازی ژن توماتین از گیاه را مربوط به سال ۱۹۷۲ دانست و یادآور شد: توالی آمینواسید آن در سال ۱۹۷۸ و مخمرها در سال ۱۹۸۴ صورت گرفت و طی سال‌های ۱۹۹۰ تا ۲۰۰۲ اثر پروتئین این گیاه برای افزایش شیرینی در سیب زمینی، گلابی، گوجه فرنگی و توت فرنگی مورد مطالعه قرار گرفت. این پژوهشگر پسادکترای پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی با تاکید بر اینکه برای تولید نوترکیب این پروتئین از مخمرها، قارچ‌ها و باکتری‌ها (اشریشیا کلی) بهره برده شد، گفت: از این تعداد، مخمرها شرایط مناسب‌تری برای رشد این پروتئین داشتند و سازگاری بالاتری پس از ترجمه و بیان ژن دارند. وی با بیان اینکه در این مطالعه از دو سویه مخمر به نام‌های Saccharomyces Cerevisiae و Pichia Psatoris استفاده شده است، ادامه داد: علاوه بر آن این مطالعات در گیاهانی چون توت فرنگی، سیب، گلابی و هویج برای بیان ژن این گیاه آفریقایی استفاده شد که همگی آنها با هدف افزایش شیرین‌کنندگی این محصولات بوده است، ضمن آنکه انتقال ژن این گیاه در هویج با هدف افزایش مقاومت آن به قارچ‌ها و بیماری بوده است. نالوسی با بیان اینکه انتقال ژن به سیب و گلابی با هدف افزایش شیرین کردن آنها موفقیت‌آمیز بوده است، گفت: ولی افزایش شیرینی میوه سیب به میزان انتظار نبوده است، اما عطر و بوی آن را افزایش داده است. این محقق حوزه بیوتکنولوژی کشاورزی با اشاره به مطالعات انجام شده در زمینه بیان ژن توماتین در جو اظهار کرد: مطالعاتی در سال ۲۰۰۹ در این زمینه انجام شد و نتایج حاصل نشان داد که جو شرایط مناسبی را برای تولید این پروتئین دارد، ضمن آنکه بر اساس برآوردها، ۲ تا ۵ تن تولید جو در سال و بیان پروتئین، حداقل ۳ گرم در کیلو یا ۳ کیلو در تن امکان تولید ۶ تا ۱۵ کیلوگرم توماتین در هکتار وجود دارد.
وی با بیان اینکه میزان شیرین‌کنندگی آن نسبت به شکر ۳ هزار برابر وزنی است، گفت: بنابراین ارزش شکر تولیدی در هکتار ۱۸ تا ۴۵ تن خواهد بود. نالوسی خاطرنشان کرد: همچنین قیمت متوسط ۴۰۰ دلار برای هر تن شکر، ۵ تا ۱۸ هزار دلار در هکتار ارزش شکری موجود در جو است، ارزش واقعی بیش از این است، این یعنی با دلار ۲۵ هزار تومان، ۱۲۵ تا ۴۰۰ میلیون در هکتار. وی از اجرای مطالعه برای تولید پروتئین شیرین‌کننده تائوماتین با استفاده از مهندسی ژنتیک در پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی خبر داد و افزود: برای این منظور در مرحله «باززایی و انتقال ژن» اقدام به بهینه‌سازی کشت بافت جو، کشت بذر در گلخانه، ضد عفونی کردن بذر رسیده و کشت جنین شد و بعد از انجام مراحل «ساخت سازه»، در زمینه تلقیح ریز نمونه با اگروباکتریوم اقدام شد. وی باززایی گیاهچه‌های تراریخته احتمالی را از دیگر مراحل این مطالعات نام برد و اضافه کرد: این مطالعات بعد از انجام مراحل «بررسی بیان ژن و تخلیص پروتئین»، وارد مرحله تولید جو نوترکیب شد که برای این منظور نیاز است تا بذرهای نارس از خوشه بدون آسیب زدن به پوشش جدا شوند و به مدت ۵ دقیقه در الکل ۷۰ درصد و ۴ دقیقه در هیپوکلریت سدیم ۱/ ۱ درصد قرار گیرند و بذرها سه بار شست‌وشو و خشک شوند. نالوسی ابراز امیدواری کرد تا سه ماه آینده گیاه تراریخته جو تولید شود.
