Potatisen, den älskade knölen, har många andra platser än på matbordet. En av dessa är i stärkelseindustrin. Nu har forskare vid SLU i Alnarp tagit fram en skräddarsydd potatis för ändamålet. Till sin hjälp hade de en omtalad gensax.
Publicerad:
– Vi utgick från en potatissort som stärkelseindustrin efterfrågar. Den har förändrats med gensaxen Crispr/Cas9. Vi har tagit bort den enkelsträngade amylosen för att få fram en potatis som producerar enbart amylopektin, en förgrenad stärkelsemolekyl, förklarar Mariette Andersson.
Stärkelse är en vanlig konsistensgivare i många livsmedel, men för att kunna leva upp till de krav som livsmedelsindustrin ställer krävs en del kemisk modifiering. Nu har forskare vid SLU, i samarbete med Lyckeby Starch AB, tagit fram en potatis med förändrad stärkelsekvalitet.
Fyra enkla klipp
Potatis har två sorters stärkelse, amylos och amylopektin. Amylopektin är mer lagringsstabil och kan användas till i exempel många livsmedelsapplikationer utan att den behöver processas eller modifieras. En stärkelse som innehåller amylos är däremot instabil och måste därför processas. Den enkla lösningen på problemet var att inaktivera genen som styr bildandet av amylos.
– Potatisar är tetraploider, det betyder att varje gen finns i fyra kopior. För att stänga av produktionen av amylos behövde vi ta fram plantor där alla fyra kopiorna är inaktiverade. Det blev ungefär två procent av alla plantor, berättar Mariette Andersson.
Även om det låter lite så räcker det för att få fram den önskade produkten, amylopektinpotatisen.
– Vi hade en bra potatis för ändamålet från början och ville bara åt en enda egenskap, och inte förändra någonting annat på vägen. Då funkade Crispr/Cas9 perfekt, vi kan verkligen sikta precis på det vi vill förändra och hela arbetsprocessen går mycket snabbare, förklarar Mariette Andersson.
Hon jämför med traditionell mutationsförädling som bygger på behandling av grödor med antingen kemikalier eller strålning för att introducerar slumpmässiga genetiska förändringar. Oftast introduceras mer än en mutation vilket betyder att oönskade förändringar eller egenskaper måste elimineras genom korsning.
Ingen GMO
I höstas beslutade det svenska Jordbruksverket att man får odla växter som är modifierade med Crispr/Cas9 utan begränsningar, så länge man inte tillför något ny genetisk information i växtens arvsmassa. Eftersom inget nytt dna introduceras räknas den nya potatisen inte som GMO och får därför odlas storskaligt på fält. Just nu pågår uppförökning av de åtråvärda knölarna innan storskaliga fältförsök tar vid. Hela projektet är ett samarbete med Lyckeby Starch AB som även har finansierat forskningsprojektet.
– Projektet är ett stort steg i Lyckebys hållbarhetsstrategi och vår strävan att utveckla nya miljövänliga specialingredienser, säger Mattias Samuelsson på Lyckeby i ett pressmeddelande.
– Eftersom det inte krävs någon bearbetning av stärkelsen blir det helt enkelt en miljövänligare produkt, förklarar Mariette Andersson.
Passar GI-dieten
Medan amylos har dåliga egenskaper för just lagringsstabiliteten är den desto bättre för människor som följer den så kallade GI-dieten, en diet med lågt glykemiskt index. Amylos består av en lång och smal molekyl och är därmed en långsam kolhydrat. Ett av de pågående projekten går ut på att framställa en amylospotatis genom att inaktivera generna som bildar amylopektin.
– Det är lite svårare eftersom växterna själva behöver åtminstone lite amylopektin för sin egen energilagring. Amylopektin är perfekt för det, det är en stor och grenad molekyl som kan lagra energi på ett väldigt effektivt sätt. Det är just det som gör amylopektin så åtråvärd för stärkelseindustrin säger Mariette Andersson.
Crispr – så funkar det
Crispr står för Clustered Regularly Interspaced Short Palindeomic Repeats och beskriver RNA-molekylens uppbyggnad. Crispr upptäcktes för första gången 1987 i bakterier; hur systemet fungerar i detalj kartlades sedan av många olika forskare, bland annat Emmanuelle Charpentier som varit verksam vid Umeå universitet.
Tekniken bygger på samma princip som många bakterier använder sig av för att skydda sig mot till exempel virusangrepp:
- En målsökande RNA-molekyl binder till virusets arvsmassa.
- Ett enzym, Cas9, klipper itu virusets arvsmassa intill den plats där RNA-molekylen har bundit.
- Bakterien har därmed oskadliggjort viruset.
Detta system används nu i en något modifierad form för att på olika sätt förändra arvsmassan i en rad olika organismer:
- RNA-molekylen, som kallas för guide-RNA, kan designas så att den binder till en förutbestämd plats i arvsmassan i en viss organism.
- Därefter klipper enzymet Cas9 itu arvsmassan.
- Antingen kan man enbart klippa bort, byta ut eller introducera nya delar eller gener i arvsmassan.
Tekniken har använts på celler av en rad olika organismer som till exempel möss, råttor, zebrafiskar, bakterier, bananflugor, jästsvampar, växter samt på humana celler och stamceller.
Crispr i växter
- Forskningsverktyg – förenklar studier av gener och deras funktion.
- Förädlingsverktyg, till exempel resistens – för att skadegörare ska kunna etablera sig på vissa växter kan det ibland behövas en så kallad mottaglighetsgen hos växten. Om man slår ut den genen kan skadegöraren inte växa, vilket gör växten resistent mot angrepp. Försök att framställa sådana resistenta växter, till exempel korn och potatis, pågår vid SLU i Alnarp.
TEXT Natalie von der Lehr
