Robert Klatt
Ein biotechnologisch veränderter Kopfsalat (Lactuca sativa) enthält rund 30-mal mehr Betacarotin, das im menschlichen Körper zu Vitamin A verarbeitet wird.
Valencia (Spanien). Betacarotin ist ein natürliches Pigment, das in Pflanzen vorkommt und im Körper des Menschen zu Retinoiden umgewandelt wird. Diese chemischen Verbindungen, zu denen auch Vitamin A gehört, sind essenziell für Funktionen des menschlichen Körpers, darunter die Zelldifferenzierung, die Zelldifferenzierung und die Sehkraft. Außerdem hat Vitamin A positive Auswirkungen auf die Gesundheit und ist unter anderem für seine antioxidativen, immunstimulierenden und kognitionsfördernden Eigenschaften bekannt.
Forscher des Instituts für Molekulare und Zelluläre Pflanzenbiologie (IBMCP), eine Einrichtung des Spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC) und der Polytechnischen Universität Valencia (UPV), haben deshalb eine neue Technik zur Biofortifikation von grünen Pflanzenteilen entwickelt, die den Gehalt an Betacarotin erhöht.
Laut der Publikation im Fachmagazin Plant Journal konnten die Forscher mit biotechnologischen Methoden und starker Lichtbestrahlung neue Speicherorte in den Blättern schaffen, ohne die lebenswichtigen Prozesse der Pflanze, darunter die Photosynthese, zu stören. Sie konnten so den Betacarotingehalt um das 30-Fache erhöhen. Das Verfahren hat sowohl bei Tabakpflanzen (Nicotiana benthamiana) als auch bei Kopfsalat (Lactuca sativa) funktioniert.
„Blätter benötigen Carotinoide wie Betacarotin in den photosynthetischen Komplexen der Chloroplasten, um richtig zu funktionieren. Wenn in den Chloroplasten zu viel oder zu wenig Betacarotin produziert wird, funktionieren sie nicht mehr, und die Blätter sterben ab. Mit unserer Arbeit ist es gelungen, Betacarotin in zellulären Kompartimenten zu produzieren und anzusammeln, in denen es normalerweise nicht vorkommt. Dies erreichten wir durch die Kombination biotechnologischer Techniken und intensiver Lichtbehandlungen.“
Wie die Forscher erklären, zeigt ihre Studie, dass man den Betacarotingehalt in Blättern durch neue Speicherorte, die sich außerhalb der photosynthetischen Komplexe befinden, stark erhöhen kann. Dies hat dadurch funktioniert, dass mehr Betacarotin in den Plastoglobuli angesammelt werden. Es handelt sich dabei um Fettspeicher, die nicht an der Photosynthese beteiligt sind und die normalerweise keine Chloroplasten und keine Carotinoide enthalten.
„Die Bildung und Entwicklung von Plastoglobuli mit molekularen Techniken und intensiven Lichtbehandlungen zu stimulieren, erhöht nicht nur die Beta-Carotin-Akkumulation, sondern auch deren Bioverfügbarkeit – also die Leichtigkeit, mit der Betacarotin aus der Lebensmittelmatrix extrahiert und von unserem Verdauungssystem aufgenommen werden kann.“
Zudem zeigt die Studie, dass die Betacarotinsynthese in Plastoglobuli mit der Produktion außerhalb der Chloroplasten kombiniert werden kann.
„Betacarotin sammelt sich in Vesikeln an, die den Plastoglobuli ähneln, sich jedoch im Cytosol befinden – der wässrigen Substanz, die die Zellorganellen und den Zellkern umgibt.“
In Kombination ermöglichen es beide Methoden, den Gehalt von Betacarotin um das 30-fache zu erhöhen. In den Experimenten haben die normalerweise grünen Salatblätter dadurch eine goldene Farbe erhalten. Laut den Forschern kann die Erkenntnis, dass Betacarotin nicht nur in den üblichen Speicherorten, sondern auch an anderen Orten in hohen Mengen und mit guter Bioverfügbarkeit produziert und gespeichert werden kann, dabei helfen, die Ernährung zu verbessern.
Plant Journal, doi: 10.1111/tpj.16964
