Ryż i jego metoda walki z arsenem

Ryż (Oryza Sative) jest podstawą diety dla połowy ziemskiej populacji. Niestety, akumuluje on duże ilości arsenu- pierwiastka o silnych właściwościach toksycznych. Spożywanie go przez dłuższy czas może powodować raka i zmiany skórne. Nie ma jednak potrzeby eliminowania ryżu ze swojej diety. Zgodnie z ogłoszoną 20 października w PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) informacją, ryż wyposażony jest w mechanizm obronny, dzięki któremu możemy spożywać jego ziarna bez większych obaw. Naukowcy przebywający w Korei i w Japonii wykazali, że jedno z transportowych białek w ryżu, zwane OsABCC1, zmniejsza niekorzystne skutki wywołane działaniem arsenu poprzez izolowanie go w wakuolach. Z tego powodu potencjalnie szkodliwy arsen tylko w niewielkim stopniu wbudowuje się w ziarna tej rośliny.

Ryż i jego metoda walki z arsenem

Rys.1 Pola ryżowe

Przyczyną akumulacji arsenu przez ryż jest sposób jego funkcjonowania oraz środowisko, w którym rośnie. Plony zwykle wzrastają na podmokłych polach ryżowych, gdzie arsen przekształca się w arseniany (III), związki, które wykazują podobieństwo do krzemianów. Kwas krzemowy i jego sole, a właściwie zawarty w nich krzem, jest niezbędny dla ryżu. Roślina ta zaopatruje się w krzemiany, pobierając je poprzez białka transportowe w korzeniach. Krzem sprawia, że roślina jest sztywna a jej powierzchnia nierówna i ostra, co pozwala łodydze pozostać w pozycji pionowej w podmokłych warunkach i ochronić się przed szkodnikami. Jednak wówczas, kiedy ryż dostarcza komórkom krzemiany, przez przypadek pobiera także arseniany (III). Arsen występuje również w postaci arsenianów (V), które wykazują podobną budowę jak kluczowe związki odżywcze- fosforany.

Arsen znajdujący się w ryżu wpływa negatywnie nie tylko na ludzi. Jego toksyczność wywołuje negatywne skutki także dla samego ryżu, m.in. arsen może znacząco wstrzymać wzrost rośliny.

Przyczyną przeprowadzenia badań nad rolą OsABCC1 w ryżu były wcześniejsze badania Won-Yang Songa z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Pohang, w wyniku których jego zespół odnalazł odpowiednie białka transportowe, izolujące arsen w modelowej roślinie Arabidopsis thaliana.

Song wraz ze współpracownikami dowiedzieli się, że OsABCC1 znajduje się w membranie lipidowej otaczającej wakuole komórek ryżu, zwanej tonoplastem. Gdy naukowcy wyizolowali OsABCC1 z rośliny ryż rósł słabo w obecności arsenu, w porównaniu z roślinami dziko rosnącymi. Ponadto, podczas gdy tylko 3,4 % całkowitego arsenu obecnego w roślinach znajdowało się w ziarnach dzikiego ryżu, to aż 20- 24% dostało się do jego ziaren, gdy usunięte zostało białko OsABCC1.

Współautor pracy – Jian Feng Ma, profesor na Uniwersytecie Badania Roślin i Zasobów w Okayamie w Japonii, stwierdził, że jego zespół planuje kontynuować pracę we wszystkich możliwych kierunkach. On i jego współpracownicy spróbują stworzyć roślinę, wykazującą silną nadekspresję OsABCC1, co pozwoli na stwierdzenie, czy zwiększenie ekspresji OsABCC1 może zredukować poziom arsenu w ryżu do wartości mniejszej niż obecna w dominujących odmianach. Zespół naukowców ma także zamiar obserwować, jak poziom ekspresji tego białka transportującego zmienia się w naturze pomiędzy odmianami. Jeśli znajdą taką, która wykazuje wysoką ekspresję tego białka transportującego i odizolowuje tym samym większe ilości arsenu, mogą oni zacząć ją krzyżować z bardziej popularnymi odmianami.

Zespół Ma’ego kontynuuje także obserwacje innych białek transportujących, które pomagają w przenoszeniu arsenu do ziaren ryżu lub izolują go. Ma uważa, że białka te mogą znajdować się też w pozostałych komórkach ryżu, a połączenie ich działania może pomóc w uzyskaniu roślin zupełnie pozbawionych arsenu.

  1. W-Y. Songa, T. Yamakib, N. Yamajib, D. Koa, K-H. Jungc, M. Fujii-Kashinob, G. Anc, E. Martinoiaa, Y. Leea, F. Ma (2014) A rice ABC transporter, OsABCC1, reduces arsenic accumulation in the grain, PNAS, 111, 15699–15704
  2. http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/41257/title/How-Rice-Overcomes-Arsenic/

Opracowała: Emilia Strzałka

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*