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減少小麥和花生的致敏性 提供過敏者更多選擇

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2021/01/27
小麥和花生是許多蛋白質的主要來源,尤其是生活在資源匱乏條件下的蛋白質,但有許多人會對這兩項食物過敏。為減少小麥和花生的致敏性,克萊姆森大學的研究員,同時也是美國作物科學學會會員的薩欽·魯斯蒂 (Sachin Rustgi) ,在由美國農藝學會、美國作物科學學會和美國土壤科學學會主辦的「2020 ASA-CSSA-SSSA國際年度會議網路會議」上,報告了他的研究進展。
 
魯斯蒂說:「避免食用小麥和花生來避免過敏反應聽起來很簡單,但實踐上卻很困難。」因為這兩種食物常被製成許多普遍性的食品,常會不經意攝食。另一方面,這兩種食物的營養豐富,小麥是纖維和維生素的重要來源;花生提供蛋白質、良好的脂肪、維生素和礦物質,不攝取代表失去這些營養。魯斯蒂及其研究團隊因此利用植物育種和基因工程,來開發小麥和花生的變應原性較低的品種,以增加過敏者的飲食選擇。
 
對於小麥,研究人員專注於一組稱為麵筋的蛋白質。麵包粉中的麵筋使麵糰具有彈性。麩質也有助於麵包的耐嚼質地。但是麵筋會對患有腹腔疾病的人引起免疫反應。此外,其他人會經歷「非乳糜瀉麩質(或小麥) 敏感症」 (Non-celiac gluten/wheat sensitivity),從而導致各種不良症狀。 

研究人員一直在嘗試培育麵筋含量較低的小麥品種。挑戰在於麵筋遺傳學的複雜性。製造麵筋所需的資訊必須被嵌入小麥細胞的DNA中。
 
但是麵筋不是單一蛋白質,而是許多不同蛋白質的組合。製作單一麵筋蛋白所需的指令細胞包含在不同的基因中。
 
在小麥中,這些麵筋基因遍布整個細胞的DNA。由於DNA的這麼多部分在產生麵筋中產生作用,因此植物育種者很難培育出麵筋含量較低的小麥品種。
 
對於花生,情況類似。花生含有16種被認為是過敏原的蛋白質。像小麥中的麵筋基因一樣,花生過敏原基因遍布整個花生DNA。
 
研究小組對許多小麥和花生品種進行測試,以發現天然致敏性較低的其他品種。
 
這些低變應原性品種可以與具有理想特性(例如高產或抗蟲性)的農作物品種一起育種。目標是開發可以商業種植的低致敏性小麥。

除了傳統的育種工作外,研究小組還使用CRISPR技術對細胞的DNA進行非常精確的改變,來減少小麥和花生中的過敏原蛋白。

破壞小麥中的麵筋基因可以使小麥的麵筋含量大大降低。類似的方法也適用於花生。
 
其他方法包括了解小麥細胞中麵筋的生產是如何調節的。事實證明,一種蛋白質可作為許多麵筋基因的主要調節劑。破壞此主調節器可能會導致小麥中的麵筋含量減少。與試圖破壞幾個麵筋基因相比,靶向單一基因要容易得多。
 
魯斯蒂說:「小麥和花生是許多蛋白質的主要來源,尤其是生活在資源匱乏條件下的蛋白質。尋找負擔得起的方式使所有人都能食用小麥和花生非常重要。這些農作物還可以減少意外暴露於過敏原的機會。此外,如果確實發生暴露,它們將限制反應的嚴重性。」
 
而開發降低過敏原的小麥和花生,正是朝著這一目標邁出的關鍵一步。