Pflanzen sind oft schlechte Vitamin-D-Lieferanten. Tomaten beispielsweise bilden eine Vorstufe des Sonnenvitamins. Dieses Provitamin D findet sich jedoch hauptsächlich in den nicht essbaren Blättern und in geringerem Maße in den grünen Früchten. Wissenschaftlern des Plant Research Institute am John Innes Centre in Norwich, Großbritannien, ist es nun gelungen, das Vitamin D Provitamin im Fruchtfleisch und der Schale von Tomaten anzureichern. Bestrahlte man die Tomaten dann mit UV-Licht, bildete sich das fettlösliche Vitamin.
Wie Forscher über die Erstautorin Jie Li und die Leiterin der Forschungsgruppe Cathy Martin im Fachblatt Nature Plants schreiben, wollen sie mit dieser sogenannten Biofortifikation dem Vitamin-D-Mangel entgegenwirken, von dem weltweit eine Milliarde Menschen betroffen sind. Unser Körper kann Provitamin D produzieren und mit Hilfe von Sonnenlicht photochemisch in das Vitamin der Haut umwandeln. Wenn wir genügend Zeit im Freien verbringen, können wir zwischen 80 und 90 Prozent unseres Bedarfs decken. Den Rest müssen wir aus der Nahrung beziehen, meist tierischen Ursprungs wie fettem Fisch und Eiern.
Schwere Störungen bei Kindern
Bei Kindern kann ein Vitamin-D-Mangel schwere Knochenwachstumsstörungen mit bleibenden Skelettverformungen, verminderter Muskelspannung sowie schwacher Muskelkraft und erhöhter Infektanfälligkeit verursachen. Auch bei Erwachsenen kann ein langfristiger Mangel zu Knochendeformationen und Schmerzen sowie Osteoporose führen. Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass zu wenig Vitamin D auch das Risiko für Bluthochdruck, Typ-2-Diabetes, Immunprobleme, Demenz und bestimmte Krebsarten sowie den Schweregrad von COVID-19 erhöhen kann.
Doch wie kommt das Vitamin in Tomaten, wenn erst die Blätter die Vorstufe bilden und diese dann über Zwischenschritte in andere Verbindungen umwandeln: zum Beispiel in Abwehrmoleküle mit antimikrobieller, fungizider und insektizider Wirkung. Es gibt jedoch einen zweiten Syntheseweg über andere Substanzen zu seiner Herstellung.
Das brachte die Forscher auf die Idee, den Weg der Provitamin-D-Synthese zu unterbrechen, sodass die Vitaminvorstufe nicht mehr umgewandelt, sondern angereichert wird. Dazu deaktivierten sie mit dem Gen-Editing-Tool CRISPR die Ebene des Enzyms Sl7-DR2, das Provitamin D verarbeitet, im Genom der Nachtschattenpflanze.
Pflanzen können nicht gestört werden
Anscheinend hatte der Eingriff keinen Einfluss auf das Wachstum oder den Ertrag der Pflanzen und führte tatsächlich dazu, dass sich Provitamin D auch in den reifen Früchten anreicherte. Als die Forscher die dünn geschnittenen Blätter und Tomaten mit UVB-Licht bestrahlten, erhielten sie Vitamin-D-Spiegel pro Frucht, die denen entsprachen, die in zwei mittelgroßen Eiern oder 28 Gramm Thunfisch gefunden wurden, wenn die Scheiben in der Sonne getrocknet wurden.
Den Forschern zufolge könnte der Vitamin-D-Gehalt der Blätter auch für vegane Vitamin-D-Ergänzungen genutzt und extrahiert werden: Die Blätter enthalten bis zu 200 Mikrogramm Vitamin D pro Gramm Trockengewicht. Das ist deutlich mehr als die Menge von 0,3 Mikrogramm pro Gramm Trockengewicht der Tomaten selbst. Die von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit empfohlene Tagesdosis für Erwachsene beträgt 100 Mikrogramm Vitamin D und für Kinder 50 Mikrogramm.
Dominique Van Der Straten und Simon Strobbe von der Universität Gent schreiben in einer gemeinsamen Erklärung, dass es nun wichtig sei festzustellen, ob die in Tomaten gebildete Menge an Vitamin D auch während der Lagerung stabil bleibt und ob die genetische Veränderung die Stressresistenz von Tomaten beeinflusst. Pflanzen Kommentieren Sie den Beitrag von Jie Li. Der duale Syntheseweg für Abwehrstoffe ist ein möglicher selektiver Vorteil und eine geringere Synthesemenge könnte theoretisch die Stressresistenz beeinträchtigen. Dies ist jedoch besonders wichtig im Hinblick auf den Klimawandel, der zu zunehmendem abiotischem Stress führen könnte.
(vsz)
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