Gør modermælkserstatning mere som human modermælk

U.K.-baserede videnskabsmænd har konstrueret planter til at producere en olie, der efterligner den kemiske struktur af human mælkefedt, en vigtig bestanddel af modermælk. Tidligere undersøgelser tyder på den menneskelige form af dette molekyle, triacylglycerol, hjælper med absorptionen af ​​vigtige næringsstoffer i spædbarnets tarm, men få modermælkserstatninger indeholder noget lignende.

Nu, et hold fra Rothamsted Research har fundet en måde at ændre planters biokemiske veje, så de kan producere den menneskelige form af dette nøglenæringsstof.

Omkring halvdelen af ​​kalorierne i modermælk kommer fra triacylglycerol, og i modermælkserstatning kommer dette fedt hovedsageligt fra planter - men vegetabilske olier har en anden kemisk struktur end det fedt, som mødre producerer i deres mælk.

Det er det unikke menneskelige arrangement af fedtsyrer - de molekyler, der udgør triacylglycerol - der menes at give fordele. Disse omfatter absorption af calcium, som er afgørende for knogleudvikling.

Mens nogle mælkeblandinger allerede indeholder triacylglycerol, der efterligner strukturen af ​​human mælkefedt, disse Human Milk Fat Substitutes (HMFS) er dyre at lave, mens processen genererer opløsningsmiddelaffald og bruger palmeolie - hvis dyrkning har fået skylden for tropisk skovrydning.

Omkostninger er en af ​​hovedårsagerne til, at HMFS kun findes i omkring 10 procent af modermælkserstatninger, især premium produkter formuleret og markedsført for at lette fordøjelsen.

Mens modermælk er det bedste og første valg til spædbørnsernæring, holdet håber, at deres gennembrud kan føre til forbedringer i alle kvaliteter af modermælkserstatning for babyer, der har brug for det.

ledende forsker, Dr. Peter Eastmond sagde, at olien fra de konstruerede planter har triacylglycerolmolekyler i denne menneskelige konfiguration i tilsvarende proportioner, som findes i en modermælk.

"I human mælkefedt, mættede fedtsyrer er knyttet til midtpunktet af den centrale 'rygrad' af triacylglycerolmolekylet, giver det en karakteristisk struktur, og beviser fra adskillige kliniske forsøg har antydet, at dette hjælper med at optage næringsstoffer i spædbarnets tarm. Imidlertid, det fedt, der bruges i de fleste modermælkserstatninger, stammer fra planter, hvor disse mættede fedtsyrer næsten altid binder sig til enderne af 'rygraden' i stedet for."

Skrivning i journalen Proceedings of the National Academy of Sciences , holdet rapporterer at fremstille triacylglycerol, hvor mere end 70 procent af de mættede fedtsyrer er i den afgørende 'midterste' position, sammenlignet med mindre end 3 procent i det umodificerede anlæg - en stigning på mere end 20 gange.

"Vi har konstrueret metabolismen af ​​en plante, så det fedt, den producerer, har den struktur, der findes i modermælk, ikke vegetabilsk olie, " sagde Dr. Eastmond.

Modermælkserstatningsmarkedet anslås i øjeblikket at bruge næsten en halv million tons vegetabilsk-afledt fedt om året.

Ifølge Dr. Eastmond, anvendelse af metabolisk ingeniørteknologi til olieproducerende afgrøder, eller endda olieproducerende mikroorganismer, kan give en ny kilde til omkostningseffektive, modermælksfedt som erstatning for spædbørnsernæring.

"Flere oliefrøafgrøder kunne være kandidater til HMFS-produktion, såsom solsikke og raps."

I denne BBSRC-finansierede undersøgelse, holdet modificerede de gener, der er ansvarlige for en metabolisk vej i oliefrøplanten Arabidopsis thaliana , en art, der ofte bruges som testleje i biologisk forskning, at demonstrere, at det kunne lade sig gøre.

De flyttede et enzym, lysophosphatidinsyre acyltransferase (LPAT), hvorfra det normalt opholder sig i cellens lysfangende kloroplaster, til det endoplasmatiske retikulum, et område af cellen, hvor fedt er lavet.

Dette førte til, at LPAT blev inkorporeret i fedtproduktionsvejen, resulterer i triacylglycerol produceret i menneskelig form.

"At være i stand til at ændre planters metaboliske veje åbner mange potentielle døre og viser, hvordan lignende tilgange kan give fordele for flere forskellige sektorer, herunder menneskers sundhed og miljøet, " sagde Dr. Eastmond.