Vitaminler vücudumuzda çeşitli biyokimyasal işlevler için gereklidir. D vitamini, insan sağlığı için hayati öneme sahiptir. Son yıllarda yapılan araştırmalar ile D vitamininin insan sağlığı açısından çok önemli işlevleri olduğu gösterilmiştir. D vitamini organizmada sınırlı olarak üretilip depolanmaktadır; güneşten gelen ultraviyole B ışınları en güçlü D vitamini kaynağı oluşturmaktadır.

Büyüme çağındaki çocukların, bebeklerin kemik gelişimini ve dişlerinin sağlıklı büyümesini, normal şekilde gelişmesini sağlamaktadır. D vitamini kalsiyum ve fosfor emilimini düzenler. Yaşlılar için özellikle önemlidir. Alınan D vitamini kasların güçlenmesini sağlar ve düşme sonucu oluşacak kırılmaları azaltır, kemik sağlığını korur. Kas ve sinir sisteminin dengesini sağlar. Enfeksiyonlara karşı vücudu korur, direncini arttır, yeni deri hücrelerinin oluşmasını sağlar, kanserli hücrelerin büyümesini engeller ve yok olmasına yardımcı olur. En önemli işlevlerinden biri de bağışıklık sistemini güçlendirmektir. Yeterli miktarda D vitamini almak; bağışıklık sistemini güçlendirir, kanser ve kalp hastalıkları, kemikleri, diyabet ve osteoporoz gibi hastalıklara karşı korur. D vitamini eksikliği, çocuklarda raşitizm gibi kemik deformasyonuna, yetişkinlerde kemik ve kas güçsüzlüğüne neden olabilir.

D2 formu: Ergokalsiferol olarak bilinen D2 vitamini, takviyeli gıdalar, bitkisel gıdalar ve vitamin takviyelerinden alınabilir. D vitamini açısından zengin gıdalar arasında yumurta sarısı, yağlı balıklar ve karaciğer bulunur.

D3 formu: Kolekalsiferol denen D3 vitamini, takviyeli gıdalar, hayvansal gıdalar ve vitamin takviyelerinden alınır, ultraviyole ışınları etkisiyle deride sentez edilebilir. Ciltte sentezlenen veya gıdayla alınan formu biyolojik olarak etkisizdir. Karaciğer ve böbrekteki çeşitli reaksiyonlardan sonra aktif hale gelir.

Az miktarda gıda doğal olarak bu vitamini içerir. Bu nedenle, bazı gıdalara takviye yapılır.

D vitamini açısından zengin gıdalar:

Mayıs 2022 de Nature Plants dergisinde yayınlanan makalede Li ve arkadaşları domateste D vitamini seviyelerini arttırdıklarını bildirmişlerdir. Ekibin lideri Cathie Martin , "Gen düzenlemeyi kullanarak domatesler provitamin D3 ile biyolojik olarak güçlendirebileceğinizi gösterdik. Bu da domateslerin bitki bazlı, sürdürülebilir bir D3 vitamini kaynağı olarak geliştirilebileceği anlamına geliyor" demiştir. Ayrıca "Avrupalıların %40'ında D vitamini eksikliği var ve dünya çapında bir milyar insan da öyle. Sadece büyük bir sağlık sorununu ele almakla kalmıyoruz aynı zamanda üreticilere de yardımcı oluyoruz çünkü şu anda çöpe giden domates yaprakları, D vitamini takviyesi yapmak için kullanılabilir'' demiştir. Araştırmacılar, CRISPR teknolojisi ile genetiği düzenlenmiş domatesler arasında yenilebilir yeşil yaprakların gram başına 600 mikrogram provitamin D3 içerdiğini bulmuştur. Bu, yetişkinler için önerilen günlük alımdan 60 kat daha fazladır. Çalışmayı yapan bilim insanları domates yapraklarını etle birlikte yemeyi önermiyorlar, bunun yerine yaprakları atmak yerine kullanmamızı öneriyorlar. Örneğin, kalan yapraklar vegan dostu D3 vitamini takviyeleri yapmak için öğütülebilir.

Domatesler doğal olarak 7-dehidrokolesterol veya 7-DHC olarak bilinen D3 vitamini için bazı öncüller içerir. Araştırmacılar, 7-DHC'yi parçalayan enzimleri kodlayan genleri kapatarak, D vitamini öncülünün hem olgunlaşmamış hem de olgun meyvelerde birikmesini sağlamışlardır. Bu öncü daha sonra güneş ışığının varlığında kolayca D vitaminine dönüştürülebilir.

Patlıcan, patates ve biber bitkilerde birikmek üzere benzer şekilde D3 vitamini öncüllerine sahiptir. Jie Li, "Ürettiğimiz provitamin D ile zenginleştirilmiş domatesler, çok ihtiyaç duyulan bitki bazlı güneş ışığı vitamini kaynağı sunuyor. Bu, bitki açısından zengin, vejetaryen veya vegan beslenmeyi benimseyen ve dünya çapında artan sayıda D vitamini eksikliği sorunu yaşayan insanlar için harika bir haber." diye de ekleme yapıyor.

Yapılan çalışmanın detaylarına moleküler olarak bakacak olursak: 7-dehidrokolesterol redüktazın (Sl7-DR2) spesifik bir izoformu, yapraklarda ve meyvelerde a-tomatinin sentezi için 7-DHC'yi kolesterole dönüştürür (Şekil 1).

Şekil 1. Domateste kolesterojenez yolu (açık yeşil ile gösterilmiştir) ve fitosterol biyosentez yolu (açık turuncu ile gösterilmiştir). 7-DHC, 7-DR2 tarafından UVB ışığına maruz bırakılarak D3 vitaminine dönüştürülebilen kolesterole dönüştürülür.

Sonuç olarak, Sl7-DR2 aktivitesinin devre dışı bırakılması, fitosterol ve brassinosteroid biyosentezi üzerinde minimum etki ile 7-DHC birikimi ile sonuçlanmalıdır. Provitamin D3 açısından domatesi biyolojik olarak güçlendirmek amacıyla, 7-DHC seviyelerini artırmak için CRISPR-Cas9 genom düzenleme teknoloji kullanılarak Sl7-DR2 aktivitesini bloke etmeyi amaçlamışlardır.

İki tek kılavuzlu RNA (sgRNA) ile Sl7-DR2 geninin (Şekil 2) ikinci eksonumu hedeflemişlerdir.

T1 jenerasyonunda Sl7-DR2 geninin beş bağımsız nakavt alelini elde etmişler. Bunlardan üçünün iki sgRNA (MUT#1, MUT#2 ve MUT#3) arasında 108 bp delesyon taşıdığını belirlemişler. MUT#5'de 2 bp silindiğini ve 1 bp eklendiğini, MUT#4 de ise 1 bp eklendiğini göstermişlerdir.

Sl7-DR2'nin beş homozigot nakavt aleli, T2 jenerasyonunda segregasyondan sonra seçildi. Bu mutant hatlarda Sl7-DR1 geninin (homoloji gösterdiğinden bakılmış) hedef dışı etkisi tespit edilmemiş. Meyve ve yapraklar, sıvı kromatografi-kütle spektrometrisi (LC-MS) kullanılarak 7-DHC içeriğinin yanı sıra diğer fitosteroller, kolesterol ve SGA(steroidal glycoalkaloid)'ların seviyeleri için analiz edildi.

Sl7-DR2 aktivitesinin kaybının domates hatlarının büyümesi, gelişmesi veya verimi üzerinde hiçbir etkisi olmamıştır (Şekil 3).

Yabani tip bitkilerde, 7-DHC sadece olgunlaşmamış yeşil meyvelerde tespit edilmiş, olgunlaşma aşamasında olan ve olgun meyvelerde tespit edilememiş. Aksine, Sl7-DR2 aktivitesinin kaybı yapraklarda ve yeşil meyvelerde 7-DHC seviyelerinde önemli artışlarla sonuçlanmış.

7-DHC seviyeleri, Sl7-DR2 mutantlarının olgun meyvelerinde daha düşüktü ancak UVB ile muamele edilerek D3 vitaminine dönüştürülürse bir domatesteki miktar iki orta boy yumurtadaki veya 28 gram ton balığındaki miktara eşit olacak kadar yüksektir.

Orta boy bir domatesin kuru ağırlığı yaklaşık 8-10 g'dır ve bir Sl7-DR2 mutant domatesten elde edilebilecek D3 vitamini seviyeleri günlük alınması gereken miktar yeşil meyvelerde %30'a ve kırmızı meyvelerde %20'ye yaklaşır. Örneğin olgun meyvelerdeki D3 vitamini güneşte kurutma sırasında UVB'ye uzun süre maruz bırakılarak daha da arttırılabilir.

Makale hakkında ileri okuma yapmak için buraya tıklayın!