nieuws

Nieuwe rijstvariëteit mogelijk oplossing voor gezondheidsproblemen in ontwikkelingslanden

Algemeen

Nieuwe rijstvariëteit mogelijk oplossing voor gezondheidsproblemen in ontwikkelingslanden

Onderzoekers van de UGent zijn erin geslaagd om folaten (vitamine B9) in rijst te stabiliseren. Dat kan een oplossing betekenen voor ernstige gezondheidsproblemen in ontwikkelingslanden. Zowat de helft van de wereldbevolking leeft op rijst, dat een laag folaatgehalte heeft. De door de onderzoekers ontwikkelde techniek zou ook toepasbaar zijn voor andere gewassen.

Vooral in ontwikkelingslanden veroorzaakt een tekort aan folaten (ook bekend als vitamine B9 of foliumzuur) vaak gezondheidsproblemen. UGent-onderzoekers van het Laboratorium voor Functionele Plantenbiologie ontwikkelden een rijstvariëteit die voor zulke problemen een oplossing kan bieden. Eerder slaagden ze er al in om de folaatgehaltes te verhogen, maar cruciaal in deze studie is dat de onderzoekers het folaatgehalte ook konden stabiliseren, zodat de vitaminen niet verloren gaan. Het belang van die stabiliteit wordt dikwijls onderkend.

Essentieel voedingselement

Vitamine B9, of folaat, kan niet door het lichaam zelf worden aangemaakt. Om gezond te blijven hebben volwassenen zo’n 400 microgram folaten per dag nodig. Voor zwangere vrouwen is dat zelfs 600 microgram. Folaten zijn in grote hoeveelheden aanwezig in groene bladgroenten (bv. spinazie), en in peulvruchten (bv. bonen). Veel andere gewassen, zoals rijst en andere granen, bevatten weinig vitamine B9.

Ingrijpende gevolgen

Een tekort aan folaten heeft ingrijpende gevolgen voor de gezondheid. Naast bepaalde vormen van bloedarmoede, kan een folaattekort bij zwangere vrouwen leiden tot gebrekkige ontwikkeling van de neurale buis (de voorloper van het ruggenmerg) van het embryo. In bepaalde regio’s van China en India bijvoorbeeld melden studies ruim tien keer meer afwijkingen aan de neurale buis dan in het Westen. Problemen met de ontwikkeling van de neurale buis leiden vaak tot spina bifida: een zogenaamde “open rug”. Andere mogelijke gezondheidsproblemen bij een folaattekort zijn een hoger risico voor de ziekte van Alzheimer, cardiovasculaire aandoeningen en de ontwikkeling van bepaalde kankers.

Onstabiele moleculen

Folaten zijn net als andere vitaminen vrij onstabiele moleculen, die afbreken door contact met zuurstof, licht, vocht, verhoogde temperaturen en verandering in de zuurtegraad. Daarom is het belangrijk om voedsel, zoals groenten en fruit, zo vers mogelijk te consumeren. Niet alleen bij het versnijden en het bereiden van deze producten gaan grote hoeveelheden vitaminen verloren, ook bij het bewaren kunnen de vitaminegehaltes aanzienlijk dalen. Het is dan ook evident dat deze problemen voorkomen bij oogstproducten die vaak langdurig opgeslagen worden (zoals rijst), en zelfs aanzienlijker zijn in ontwikkelingslanden waar voedsel stockeren bij hoge temperatuur en vochtigheid onvermijdelijk is.
In 2007 publiceerden onderzoekers van de UGent, onder leiding van prof. Dominique Van Der Straeten, de ontwikkeling van een eerste generatie rijstlijnen met tot 100 maal hogere folaatgehaltes. Wat bleek: de folaatgehaltes in die rijstlijnen dalen met ongeveer de helft na een half jaar bewaring.

Nieuw prototype rijst

Om daar iets aan te doen, ontwikkelden ze nu een nieuw prototype rijst waarin de folaatgehaltes stabiel blijven bij lange bewaring. Ze gebruikten daarvoor zogenaamde metabolische engineering: ingrijpen in de biosynthese van een plantaardig product. Een stof als folaat wordt in de plantencel gevormd door verschillende enzymen (een soort moleculaire machines) die aan een bepaald startproduct telkens specifieke wijzigingen aanbrengen tot er een folaatmolecule ontstaat. Het proces is te vergelijken met een assemblagelijn in een autofabriek. Door de aanmaak van twee enzymen in de biosyntheseketen sterk te stimuleren, konden de onderzoekers er in de eerste generatie rijstlijnen voor zorgen dat het product, folaat, meer gevormd werd.
De onderzoekers gebruikten twee strategieën om de hoge folaatgehaltes te stabiliseren.

Omkapselen met eiwit

De eerste strategie bestond erin de folaten te omkapselen met een folaatbindend eiwit. Dat eiwit is nog onbekend in planten, maar goed bestudeerd in zoogdieren. Het komt o.a. voor in melk en beschermt er de natuurlijke folaten tegen afbraak, zodat ze maximaal doorgegeven worden aan de zuigeling, en zo de ontwikkeling kunnen stimuleren. Door een synthetisch gen, gebaseerd op het folaatbindend eiwit uit koemelk, in de rijstkorrel tot expressie te brengen, wordt hetzelfde principe toegepast en blijven de folaatgehaltes stabiel na lange bewaring.

Verlening molecule

Een tweede strategie was het stimuleren van de laatste stap in de aanmaak van folaten. Deze stap zorgt voor een verlenging van de staart van de folaatmolecule, zodat deze beter in de cel blijft en de binding met folaatafhankelijke eiwitten bevorderd wordt. De studie toont niet alleen aan dat beide strategieën voor een stabilisatie van de hoge folaatgehaltes zorgen, maar eveneens dat de nieuwe combinaties van genen leiden tot 150 keer meer folaten dan in gewone rijst.

Toepasbaar op andere gewassen

Doordat alle genen waaraan geknutseld werd naast elkaar werden geplaatst, kan het gewijzigde stukje genetisch materiaal relatief makkelijk worden overgedragen naar vaak gegeten rijstvariëteiten. Bovendien laat dit ook combinaties toe met andere interessante eigenschappen, bijvoorbeeld in combinatie met verhoging van andere vitamines of bepaalde mineralen als ijzer. De strategie die in dit pionierswerk werd aangewend kan ook toegepast worden op andere gewassen, zowel graangewassen (bv. tarwe, sorghum) als niet-granen (bv. aardappel, banaan).

Samenwerking binnen de UGent

Het onderzoek was een nauwe samenwerking tussen de laboratoria van prof. Dominique Van Der Straeten (ontwikkelen en karakteriseren van de nieuwe rijstvariëteit), prof. Willy Lambert en prof. Christophe Stove (ontwikkelen van meetmethodes om de folaatgehaltes te meten), dr. Hans De Steur en prof. Xavier Gellynck (het bestuderen van de socio-economische impact van de folaatrijst). De resultaten werden gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Nature Biotechnology.

Reageer op dit artikel