Weizen und Erdnüsse weniger allergieauslösend machen
Das Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten identifiziert eine Gruppe von "großen acht" Lebensmitteln, die 90 % der Lebensmittelallergien verursachen. Zu diesen Lebensmitteln gehören Weizen und Erdnüsse.
Weizenpflanze
Jonathan Windham
Sachin Rustgi, ein Mitglied der Crop Science Society of America, untersucht, wie wir durch Züchtung weniger allergene Sorten dieser Lebensmittel entwickeln können. Rustgi präsentierte seine Forschung kürzlich auf der virtuellen 2020 ASA-CSSA-SSSA-Jahrestagung.
Allergische Reaktionen, die durch Weizen und Erdnüsse ausgelöst werden, lassen sich natürlich durch den Verzicht auf diese Lebensmittel verhindern. "Das klingt zwar einfach, ist aber in der Praxis schwierig", sagt Rustgi.
Weizen und Erdnüsse zu meiden bedeutet, auf gesunde Nahrungsmittel zu verzichten. Diese beiden Lebensmittel sind ernährungsphysiologische Kraftpakete.
Weizen ist eine großartige Quelle für Energie, Ballaststoffe und Vitamine. Erdnüsse liefern Proteine, gute Fette, Vitamine und Mineralien.
"Menschen mit Lebensmittelallergien können sich bemühen, die Lebensmittel zu meiden, aber auch ein versehentlicher Kontakt mit einem Allergen ist möglich", sagt Rustgi. Eine Allergenexposition kann zu einem Krankenhausaufenthalt führen, besonders für Menschen mit Erdnussallergien.
"Für andere ist es aus geografischen, kulturellen oder wirtschaftlichen Gründen nicht einfach, Weizen und Erdnüsse zu meiden", erklärt Rustgi.
Rustgi und seine Kollegen nutzen Pflanzenzüchtung und Gentechnik, um weniger allergene Weizen- und Erdnusssorten zu entwickeln. Ihr Ziel ist es, die Auswahl an Nahrungsmitteln für Allergiker zu erhöhen.
Bei Weizen konzentrieren sich die Forscher auf eine Gruppe von Proteinen, das sogenannte Gluten.
Das Gluten im Brotmehl macht den Teig elastisch. Gluten trägt auch zu der zähen Textur von Brot bei.
Aber Gluten kann bei Personen mit Zöliakie eine Immunreaktion auslösen. Darüber hinaus leiden andere unter einer nicht-zöliakischen Glutensensitivität, die zu einer Vielzahl von unerwünschten Symptomen führt.
Forscher haben versucht, Weizensorten mit einem geringeren Glutengehalt zu züchten. Die Herausforderung liegt zum Teil in der komplizierten Natur der Glutengenetik. Die Informationen, die zur Herstellung von Gluten benötigt werden, sind in der DNA der Weizenzellen eingebettet.
Aber Gluten ist kein einzelnes Protein - es ist eine Gruppe von vielen verschiedenen Proteinen. Die Anweisungen, die die Zellen benötigen, um die einzelnen Glutenproteine herzustellen, sind in verschiedenen Genen enthalten.
Im Weizen sind diese Gluten-Gene über die gesamte DNA einer Zelle verteilt. Da so viele Teile der DNA bei der Bildung von Gluten eine Rolle spielen, ist es für Pflanzenzüchter schwierig, Weizensorten mit geringerem Glutengehalt zu züchten.
"Als wir mit dieser Forschung begannen, war eine wichtige Frage, ob es möglich sein würde, an einer Eigenschaft zu arbeiten, die von so vielen Genen kontrolliert wird", sagt Rustgi.
Bei Erdnüssen ist die Situation ähnlich. Erdnüsse enthalten 16 verschiedene Proteine, die als Allergene anerkannt sind.
"Nicht alle Erdnussproteine sind gleichermaßen allergen", sagt Rustgi. Vier Proteine lösen bei mehr als der Hälfte der Erdnuss-empfindlichen Personen eine allergische Reaktion aus.
Wie die Gluten-Gene im Weizen sind die Erdnuss-Allergen-Gene über die gesamte Erdnuss-DNA verteilt.
"So viele Targets zu beeinflussen, ist keine leichte Aufgabe, selbst mit der heutigen Technologie", sagt Rustgi.
Rustgi und das Forschungsteam testen viele Weizen- und Erdnusssorten, um diejenigen zu finden, die von Natur aus weniger allergen sind als andere.
Diese niedrig allergenen Sorten können mit Pflanzensorten gekreuzt werden, die erwünschte Eigenschaften haben, wie z. B. hohe Erträge oder Schädlingsresistenz. Das Ziel ist die Entwicklung eines Weizens mit geringer Allergenität, der kommerziell angebaut werden kann.
Zusätzlich zu den traditionellen Züchtungsbemühungen setzt Rustgi auch die Gentechnik ein, um allergene Proteine in Weizen und Erdnüssen zu reduzieren.
Eine Technologie namens CRISPR ermöglicht es Wissenschaftlern beispielsweise, sehr präzise Änderungen an der DNA einer Zelle vorzunehmen.
Rustgi setzt CRISPR ein, um gezielt Gluten-Gene in Weizen zu verändern. Jüngste Verbesserungen der CRISPR-Technologie ermöglichen es den Forschern, viele Gene auf einmal zu verändern.
Gene, auf die CRISPR abzielt, werden verändert oder mutiert. Das bedeutet, dass die Zellen diese Gene nicht mehr "ablesen" können, um die spezifischen Proteine herzustellen.
"Die Störung der Gluten-Gene in Weizen könnte zu Weizen mit einem deutlich geringeren Gluten-Gehalt führen. Ein ähnlicher Ansatz würde auch bei Erdnüssen funktionieren", sagt Rustgi.
Ein weiterer Ansatz besteht darin zu verstehen, wie die Glutenproduktion in Weizenzellen reguliert wird. Wie sich herausstellte, dient ein Protein als 'Master-Regulator' für viele Gluten-Gene.
Das ist wichtig, denn eine Störung dieses Hauptreglers könnte zu geringeren Mengen an Gluten im Weizen führen. Ein einzelnes Gen anzugehen ist viel einfacher als der Versuch, mehrere Gluten-Gene zu stören.
"Weizen und Erdnüsse sind die wichtigsten Proteinquellen für viele Menschen, vor allem für diejenigen, die in ressourcenarmen Verhältnissen leben", sagt Rustgi. "Es ist sehr wichtig, bezahlbare Wege zu finden, um Weizen und Erdnüsse für alle verfügbar zu machen."
Die Entwicklung von Weizen und Erdnüssen mit reduziertem Allergengehalt ist ein wichtiger Schritt in Richtung dieses Ziels.
"Diese Kulturen werden auch die zufällige Exposition gegenüber Allergenen reduzieren", sagt Rustgi. "Außerdem würden sie die Schwere der Reaktionen begrenzen, wenn es doch zu einer Exposition kommt."
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Holen Sie sich die Lebensmittel- und Getränke-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
