Ученые получили рис, синтезирующий антиоксидант для защиты сердца

Группа ученых Китайской академии наук с помощью целенаправленного редактирования генов внесла изменения в пять аминокислот фермента Coq1 и вывела сорт риса, который производит коэнзим Q10 (CoQ10) — жизненно важное соединение для здоровья человека.

CoQ10 является важным компонентом митохондриальной электрон-транспортной цепи и служит жирорастворимым антиоксидантом. Коэнзим необходим для здоровья человека, особенно для защиты сердца. Физиологически правильный уровень коэнзима критически важен для сохранения высокого качества жизни и здоровья. CoQ10 содержится в продуктах животного происхождения, растительных маслах, а также овощах, бобовых культурах. Разные виды растений синтезируют CoQ с разной длиной боковой цепи.

Клетки печени человека синтезируют CoQ10 с боковой цепью из 10 изопреновых единиц (C50), в то время как зерновые культуры, такие как рис и пшеница, а также некоторые овощные и плодовые культуры в основном синтезируют CoQ9, который содержит 9 изопреновых единиц (C45).

Создание культур, синтезирующих CoQ10, предлагает экономически эффективный и экологически безопасный подход к обогащению продуктов питания растительного происхождения, что дает большую потенциальную выгоду.

В ходе исследования ученые определили закономерности распределения типов CoQ в разных видах растений и установили, что CoQ10 является родовым признаком цветковых растений, причем большинство растений до сих пор синтезируют CoQ10. Однако злаки, сложноцветные и бахчевые растения в основном производят CoQ9.

Проанализировав с использованием машинного обучения эволюционные траектории и естественные вариации ферментов Coq1 у более чем 1000 видов наземных растений, исследователи определили пять аминокислотных участков, определяющих длину цепи.

После целевого редактирования растения риса синтезировали CoQ10, производя до 5 мкг/г на одно рисовое зерно. Таким образом, редактирование генов может быть эффективной технологией для селекции сельскохозяйственных культур.

Успешное создание риса с CoQ10 позволит значительно расширить пищевые источники коэнзима.

В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят изучение карантинных и особо опасных инфекционных болезней риса, разрабатывают методы их диагностики. Методические рекомендации по выявлению и идентификации возбудителей болезней используют при карантинных фитосанитарных исследованиях аккредитованные лаборатории Россельхознадзора.

Источник: Jing-Jing Xu et al, Design of CoQ10 crops based on evolutionary history, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.023