Unerwartete genetische Entdeckung eröffnet neue Chancen für die menschliche Gesundheit.

Forscher am John Innes Centre haben ein Gencluster in Weizen entdeckt, das Triticein produziert, ein unerwartetes Isoflavon, das den Weg für Fortschritte in der Ernährungsaufwertung und Krankheitsresistenz von Weizen ebnet. Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Erforschung der gesundheitlichen Vorteile und Anwendungen von Triticein.

Eine unerwartete genetische Entdeckung im Weizen hat zu Möglichkeiten für das metabolische Engineering von vielseitigen Verbindungen geführt, die das Potenzial haben, seine ernährungsphysiologischen Eigenschaften und seine Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten zu verbessern.

Forscher in der Osbourn-Gruppe am John Innes Centre untersuchen biosynthetische Gencluster in Weizen - Gruppen von Genen, die auf dem Genom co-lokalisiert sind und zusammenarbeiten, um spezifische Moleküle zu produzieren.

In einer Studie, die in Nature Communications erscheint, identifizierten sie einen durch die Infektion von Pathogenen aktivierten Gencluster, der eine Verbindung namens Triticein produzierte.

Experimente zur Bestimmung der Struktur von Triticein identifizierten überraschenderweise dieses Verbindung als Isoflavon anstelle eines Flavons, wie das Team erwartet hatte.

Isoflavone sind eine Klasse von Phytoöstrogenverbindungen, die für ihre gesundheitlichen Vorteile für den Menschen umfassend untersucht wurden, zu denen die Vorbeugung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einiger Krebsarten gehören. Sie kommen hauptsächlich in der Hülsenfruchtfamilie vor, von denen Sojabohnen die Hauptquelle in der menschlichen Ernährung sind.

Forscher haben einen Weizengencluster identifiziert, der durch die Infektion von Pathogenen aktiviert wird und eine Verbindung namens Triticein produziert. Credit: John Innes Centre

Die Entdeckung eines alternativen Weges zur Isoflavonoid-Biosynthese, diesmal im Weizen, und die Aufklärung des Triticein-Biosyntheseweges in dieser Studie bieten aufregende Möglichkeiten für zukünftige Forschung und ebnet den Weg für metabolisches Engineering. Eine erhöhte Triticein-Produktion im Weizen könnte beispielsweise dabei helfen, Sorten mit einer höheren Krankheitstoleranz zu entwickeln.

Eine andere Möglichkeit ist, dass Weizengene, die Triticein bilden, in anderen Pflanzen oder Mikroben exprimiert werden können, aus denen das Molekül produziert werden kann, und seine antimikrobiellen Eigenschaften weiter untersucht werden können.

Und da Triticein ein Isoflavon ist, besteht die Möglichkeit, dass es gesundheitliche Vorteile wie andere in dieser Klasse hat, obwohl weitere Forschungen zu diesem Aspekt erforderlich sind.

Dr. Rajesh Chandra Misra, ein Postdoktorand am John Innes Centre und einer der Hauptautoren, erklärte: "Wir wissen nichts Spezifisches über potenzielle gesundheitliche Vorteile von Triticein, nur über andere Isoflavone. Außerdem waren die Konzentrationen von Triticein (und anderen Isoflavonen), die wir in Weizenkörnern gefunden haben, sehr niedrig, sodass Weizen derzeit nicht als Quelle für isoflavonreiche Ernährung betrachtet werden kann."

Gemeinsamer Hauptautor Dr. Guy Polturak, zuvor am John Innes Centre und nun an der Hebrew University of Jerusalem, sagte: "Diese Studie ist ein schönes Beispiel dafür, wie wissenschaftliche Forschung manchmal Wissenschaftler auf ungewollte Pfade führt und schließlich zu unerwarteten Entdeckungen führt. Das Hauptziel dieser Forschung bestand darin, mehr über die chemischen Abwehrmechanismen von Weizen zu erfahren, führte aber zu interessanten neuen Erkenntnissen zur Pflanzenbiochemie, in diesem Fall zur Entdeckung einer einzigartigen Isoflavonsynthase."