Puterea anticancerigenă a broccoli-ului, dezvăluită. Ce compuși esențiali conține și cum sunt eliberați

Oamenii de știință știau de mult timp că broccoli-ul are un impact nutrițional puternic, dar noi cercetări dezvăluie exact cum această legumă modestă produce compușii săi anticancerigeni. O echipă de cercetători din China a secvențiat genomul broccoli-ului la un nivel de detaliu fără precedent, descoperind secretele genetice din spatele capacității sale de a produce glucozinolați – compușii responsabili pentru beneficiile pentru sănătate ale broccoli-ului și aroma sa distinctivă.

Ce compuși se activează

Broccoli - FOTO: Freepik@8photo

Cercetarea oferă o nouă perspectivă incredibilă asupra modului în care broccoli-ul produce compușii săi benefici pentru sănătate la nivel genetic. Oamenii de știință au creat practic o hartă de înaltă rezoluție a genomului broccoli-ului care le permite să identifice genele responsabile de producerea glucozinolaților.

Autorii studiului spun că lucrarea lor, publicată în revista Horticulture Research, oferă cea mai cuprinzătoare privire de până acum asupra structurii genetice a broccoli-ului. Prin cartografierea ADN-ului legumei folosind tehnologie de secvențiere de ultimă generație, cercetătorii au reușit să identifice gene cheie implicate în producerea glucozinolaților, în special un compus numit glucorafanină.

Când broccoli-ul este tăiat sau mestecat, glucorafanina este transformată în sulforafan, o moleculă anticancerigenă puternică care s-a dovedit că reduce riscul diferitelor tipuri de cancer.

Noi soiuri îmbunătățite

Descoperirile deschid posibilități interesante pentru cultivarea unor varietăți și mai nutritive de broccoli și legume înrudite, cum ar fi conopida și varza. Prin înțelegerea genelor care controlează nivelurile de glucozinolați, oamenii de știință ar putea dezvolta noi soiuri de broccoli cu proprietăți anticancerigene îmbunătățite.

Dincolo de simplul broccoli, studiul oferă perspective mai largi asupra evoluției și diversității întregii familii de legume Brassica. Cercetătorii au comparat genomul broccoli-ului cu cele ale plantelor înrudite, aruncând lumină asupra modului în care aceste culturi nutritive s-au diferențiat de-a lungul a milioane de ani de evoluție.

Descifrarea codului genetic

Pentru a efectua analiza lor, cercetătorii au folosit o combinație de tehnologii de secvențiere ADN de ultimă generație pentru a crea o hartă extrem de precisă a genomului broccoli-ului. Au utilizat secvențierea cu citiri lungi folosind tehnologia PacBio, care poate citi bucăți foarte lungi de ADN odată. Acest lucru a fost completat de secvențierea Hi-C, o tehnică ce capturează structura tridimensională a cromozomilor.

Împreună, aceste metode au permis echipei să asambleze genomul broccoli-ului în nouă secvențe la scară cromozomială totalizând aproximativ 614 milioane de perechi de baze ADN. Aceasta reprezintă peste 93% din dimensiunea estimată a genomului total, făcându-l cel mai complet ansamblu de genom al broccoli-ului de până acum.

Având acest genom de înaltă calitate, cercetătorii au putut identifica și analiza genele implicate în producerea glucozinolaților. Au găsit mai multe copii ale genelor cheie, reflectând evenimentele de duplicare a genomului din istoria evolutivă a broccoli-ului și rudelor sale. De interes special au fost genele din familia MAM, care sunt implicate în primele etape ale sintezei glucozinolaților.

Cercetătorii au identificat șase gene MAM în broccoli, comparativ cu doar trei în planta înrudită Arabidopsis thaliana. Această expansiune a genelor MAM contribuie probabil la capacitatea broccoli-ului de a produce niveluri ridicate de glucozinolați benefici pentru sănătate.

Studiul a mers dincolo de simpla catalogare a genelor pentru a examina modul în care acestea funcționează. Cercetătorii au analizat tiparele de exprimare a genelor în diverse țesuturi de broccoli și stadii de creștere. Au descoperit că multe gene legate de glucozinolați erau foarte exprimate în rădăcini în stadiile timpurii de creștere.

Acest lucru sugerează că rădăcinile de broccoli ar putea fi un loc cheie de producere a glucozinolaților în primele stadii ale vieții plantei. Compușii sunt apoi probabil transportați către alte părți ale plantei, inclusiv florile comestibile.

Echipa a efectuat și o analiză detaliată a genei MAM1, care este crucială pentru producerea glucorafaninei – precursorul sulforafanului. Au descoperit că broccoli-ul are o versiune deosebit de activă a acestei gene comparativ cu unele legume înrudite. Acest lucru ar putea explica de ce broccoli-ul este deosebit de bogat în glucorafanină.

Pentru a confirma importanța genei MAM1, cercetătorii au creat plante transgenice de broccoli care supraexprimau această genă. Aceste plante au arătat niveluri semnificativ mai ridicate de glucorafanină și compuși înrudiți comparativ cu broccoli-ul normal. Aceasta oferă dovezi puternice că gena MAM1 este într-adevăr un actor cheie în puterea nutritivă a broccoli-ului.