Химическая и биологическая безопасность

Деоксиниваленол (DON) – токсичный вторичный метаболит, продуцируемый плесневыми грибами рода Fusarium, которые могут инфицировать зерновые культуры в поле. По своей распространенности и среднему содержанию DON – один из наиболее важных микотоксинов в хлебных продуктах. Его токсические эффекты простираются от диареи, рвоты и воспаления желудочно-кишечного тракта до неконкурентного ингибирования биосинтеза белков в клетках эукариотных организмов. Чтобы изучить стабильность DON в технологических условиях производства пищевых продуктов, таких как варка или выпечка, проведены модельные эксперименты по термической обработке и исследованы продукты разложения. Нагревание DON и 3-ацетилдеоксиниваленола (3-AcDON), особенно в щелочных условиях, давало смесь соединений, которые были выделены и структурно изучены методами ЯМР и МС. Три из этих соединений уже были известны (norDON A, norDON B и norDON C), а четыре были новыми и названы 9-гидроксиметил-DON-лактон, norDON D, norDON E и norDON F. Значимость продуктов разложения DON была проверена путем анализа образцов продовольственных продуктов, доступных в продаже. Соединения norDON A, B и C были обнаружены в 29–66% образцов в средних концентрациях 3–15 мкг/кг. Кроме того, эксперименты на клеточных культурах с использованием клеток IHKE показали, что соединения, которые были обнаружены в образцах продовольствия, менее цитотоксические по сравнению с DON. У DON средняя эффективная концентрация (EC₅₀) была 1,1 мкмоль/л, а все другие соединения не обнаруживали никакого значительного эффекта вплоть до концентрации 100 мкмоль/л. Эти результаты показывают, что разложение DON при тепловой обработке могло бы снижать токсичность пищевых продуктов, загрязненных DON. Institut fÜr Lebensmittelchemie, WestfÄlische Wilhelms-UniversitÄt MÜnster, Corrensstrasse 45, 48149 MÜnster, Germany.

Мировое производство семян хлопчатника (СХ) может потенциально удовлетворять потребности в белках полумиллиарда людей ежегодно; однако прискорбно то, что они не используются из-за присутствия токсичного госсипола в оболочках семян. Поэтому, удаление госсипола из СХ было долголетней целью генетиков. В 1950-х гг. делались попытки выведения так называемого "безоболочечного хлопчатника" традиционными методами селекции; однако безоболочечные разновидности были коммерчески непригодными из-за увеличенной чувствительности растений к насекомым-вредителям ввиду отсутствия оболочек, содержавших госсипол и другие защитные терпеноиды. Таким образом, обещание сделать СХ пригодными в пищу в условиях роста мирового населения оставалось невыполненным. В данной работе успешно использовали интерференцию РНК, чтобы прервать биосинтез госсипола в ткани хлопчатника путем противодействия экспрессии гена Δ-кадинен-синтазы во время развития семян. Продемонстрировано, что возможно значительно снизить уровни содержания госсипола в СХ устойчивым и наследуемым способом. Результаты по активности фермента и молекулярному анализу при разработке трансгенных зародышей согласовались с наблюдаемым фенотипом у зрелых семян. Наиболее существенным было то, что уровни госсипола и родственных терпеноидов в листьях и других растительных частях не были уменьшены, и таким образом их потенциальная функция по защите растения против насекомых и болезней осталась незатронутой. Эти результаты иллюстрируют, что целевое генетическое изменение, примененное к неутилизируемому побочному продукту с/х производства, дает механизм для открытия нового источника питания для сотен миллионов людей. Institute for Plant Genomics and Biotechnology, Texas A and M University, College Station, TX 77843, United States; Department of Soil and Crop Sciences, Texas A and M University, College Station, TX 77843, United States; U.S. Department of Agriculture-Agricultural Research Station, Southern Plains Agricultural Research Center, College Station, TX 77845, United States.