FM Kati Hanhinevan bioteknologian alaan kuuluvassa väitöstutkimuksessa
muunnettiin puutarhamansikan fenolisten yhdisteiden synteesireittiä ja
analysoitiin geeninsiirron aikaansaamat muutokset luonnonainekoostumuksessa eli
metaboliittiprofiilissa.
Tutkimuksessa havaittiin muuntelun aiheuttavan muutoksia mansikan metabolian
säätelyyn. Metaboliittien yksityiskohtainen karakterisointi johti mansikassa
aiemmin tunnistamattoman yhdisteluokan löytymiseen.
Luonnonaineet ovat kasvien kemiallisessa viestinnässä käyttämiä
aineenvaihduntatuotteita. Kasvit tuottavat niitä esimerkiksi antamaan tuoksua
ja väriä eli houkuttelemaan pölyttäjiä. Luonnonaineiden synteesimekanismeja
kasveissa tutkitaan intensiivisesti, ja lisääntyvän tiedon myötä reittien
muokkaamisesta muuntogeeniteknologian avulla on tullut yksi kasvijalostuksen
haara.
Hanhinevan tutkimuksen ensivaiheessa kehitettiin mansikan in vitro -lisäykseen
menetelmä, jossa kasvu tapahtuu bioreaktoreissa muutaman tunnin välein
toistuvan, automaattisen ravinto- ja hormoniliuoskäsittelyn avulla. Menetelmää
sovellettiin myös muuntogeenisten mansikoiden tuottamiseen. Geeninsiirrossa
käytettiin törmäviinistä eristettyä, stilbeenisyntaasi-entsyymiä koodaavaa
geeniä, jonka ei tiedetä esiintyvän luontaisesti mansikassa.
Stilbeenisyntaasien avulla on onnistuttu tehostamaan esimerkiksi vehnän ja
tomaatin tautikestävyyttä. Mansikassa geeninsiirto johti erään fenolisten
yhdisteiden synteesireitin keskeisen entsyymin eli kalkonisyntaasin
ilmentymisen vaimenemiseen, mikä johtui mahdollisesti stilbeenisyntaasin ja
kalkonisyntaasin suhteellisen suuresta samankaltaisuudesta.
Tutkija selvitti muuntogeenisten mansikkalinjojen metaboliittikoostumusta
nestekromatografia-massaspektrometria-menetelmällä Weizmann-instituutissa
Israelissa. Muunnellun mansikan lehtien metaboliittiprofiilit poikkesivat
selvästi ei-muunnellusta vanhemmasta.
Muunnelluissa linjoissa oli moninkertaisesti kohonneita pitoisuuksia mansikasta
aiemmin tunnistamattomia yhdisteitä, joiden molekyylirakenteita selvitettiin
Kuopion yliopiston biotieteiden laitoksella NMR-spektroskopialla. Ne
osoittautuivat fenyylipropanoidi-glykosidi-johdannaisiksi, joista on raportoitu
aiemmin vain muutamia kertoja lähinnä aasialaisessa kansanlääkinnässä
käytettävistä kasveista. Yhdisteiden on todettu hidastavan syöpäsolujen kasvua
ja ehkäisevän tulehdusreaktioita.
Mansikan kukan eri osille eli heteille, emille, terälehdille, verholehdille ja
kukkapohjalle tehtiin myös metaboliittiprofilointi. Useat eri luonnonaineluokat
esiintyivät vain tietyissä kukan osissa. Työ on ensimmäinen laajamittainen
kukan eri osien luonnonainekoostumuksen kartoitus, ja sen tuloksia voidaan
hyödyntää kukinnan morfologiaan ja kasvien lisääntymiseen liittyvissä
tutkimuksissa.
Väitöskirjatyössä saadut tulokset osoittavat, että metaboliittiprofilointi on
tärkeä työkalu pyrittäessä ymmärtämään kokonaisvaltaisesti muutoksia, joita
tapahtuu, kun tarkoituksellisesti muokataan monimutkaisia luonnonaineiden
biosynteesireittejä. Nykyaikaisia tekniikoita hyödyntämällä voidaan löytää
yleisesti viljelyssä olevista kasveista uusia yhdisteitä ja yhdisteluokkia,
joilla on potentiaalia ravinnon terveellisyyden kehittämisessä ja uusien
lääkkeiden tuottamisessa. (Finfood)
FM Kati Hanhinevan bioteknologian alaan kuuluva väitöskirja Metabolic
engineering of phenolic biosynthesis pathway and metabolite profiling of
strawberry (Fragaria × ananassa) (Mansikan fenolisten yhdisteiden biosynteesin
muuntelu ja metaboliittiprofilointi) tarkastetaan Kuopion yliopiston
luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunnassa torstaina 5.6.2008 klo 12
alkaen Mediteknian auditoriossa. Vastaväittäjänä on professori Howard Davies,
Scottish Crop Research Institute, ja väitöstilaisuuden valvojana professori
Sirpa Kärenlampi, Kuopion yliopisto.
Teksti: Finfood Uutispalvelu
/ Finfood Uutispalvelu
Etusivu
