经基因编辑的西红柿，能产生维生素D，解决10亿人维D不足的问题

西红柿基因经过编辑，可以产生维生素D ，这可能是解决全球维生素D不足问题的一个简单而可持续的创新。在最近的一项研究中，研究人员利用基因编辑，关闭了植物基因组中的一种特定分子，从而使番茄果实和叶片积累维生素D3的前体物。然后，将西红柿暴露在户外紫外线下，它被转化为维生素D3 。

文章图片
当我们人类的皮肤暴露于户外紫外线下，我们的体内也会产生维生素D ，但这远远不够，维生素D的主要来源还是食物。但维生素D不足，目前在世界范围内来说，是一个日益严重的问题，与癌症、痴呆症和许多主要死亡原因的高风险相关。
【经基因编辑的西红柿，能产生维生素D，解决10亿人维D不足的问题】西红柿的叶子中天然含有维生素D3的一个组成部分，称为维生素原D3（维生素D3的前体物）或7-脱氢胆固醇（7-DHC），含量非常低。但可惜的是，维生素原D3通常不会在成熟的西红柿果实中积累。

文章图片
约翰·因内斯中心的凯西·马丁教授（CathieMartin）领导的研究人员利用CRISPR-Cas9基因编辑对西红柿植株的遗传密码进行了修改，从而使维生素原D3在西红柿果实中积累。编辑后的西红柿在叶片中会积累更多的维生素原D3 ，每克干重含有高达600微克的维生素原D3 。（成人每日应该摄入的维生素D的量是10微克。）
种植西红柿时，叶子通常是废料，但经过编辑的植物叶子可用于制造素食主义者友好的维生素D3补充剂，或用于食品强化。凯西·马丁教授表示：“我们已经证明，通过基因编辑，可以用维生素原D3对西红柿进行生物强化，这意味着西红柿可以发展成为一种基于植物的可持续维生素D3来源。 ”

文章图片
“40%的欧洲人缺乏维生素D ，在亚裔人口中，有高达80-90%的人在一定程度上缺乏维生素D ，全世界有10亿人存在较严重的维生素D缺乏问题。我们不仅在解决一个巨大的健康问题，而且正在帮助生产者，因为目前被浪费的西红柿叶子可用于从基因编辑品系中制作补充剂。 ”
之前的研究已经研究了7-DHC在水果中如何生成分子的生化途径，并发现一种特殊的酶Sl7-DR2负责将其转化为其他分子。为了利用这一点，研究人员使用CRISPRCas9关闭西红柿中的Sl7-DR2酶，从而使7DHC在西红柿果实中积累。

文章图片
他们测量了这些经过编辑的西红柿植株的叶子和果实中的7-DHC含量，发现编辑后植株的叶子和果实中的7-DHC含量都有大幅增加。然后，研究人员测试了编辑后的植物中的7-DHC是否可以通过紫外线照射树叶和果实转化为维生素D3 。他们发现确实如此，而且非常有效。
在用户外紫外线将7-DHC转化为维生素D3后，一个西红柿所含的维生素D水平相当于两个中等大小的鸡蛋或28g金枪鱼，这两种食物都是推荐的维生素D饮食来源。该研究表明，成熟水果中的维生素D可能会因长期暴露于户外紫外线中而进一步增加，例如在晒干期间。

文章图片
阻断西红柿中的酶对西红柿植株的生长发育和产量等方面没有任何影响。其他密切相关的植物，如茄子、土豆和辣椒，具有相同的生化途径，因此该方法也可以应用于这些蔬菜作物。
大多数食物含有很少的维生素D ，而植物通常是维生素D的来源。维生素D3是维生素D中最具生物利用度的形式，当皮肤暴露在阳光下时，会在体内产生。但在冬季和高纬度地区，人们需要从饮食或补充剂中获得维生素D ，因为阳光不够强，身体无法自然产生维生素D 。