针对乳糜泻患者对小麦麸质蛋白的免疫反应,研究人员通过多种遗传学手段实现了对有害蛋白的靶向删除或修饰,同时兼顾小麦的加工特性优化。以下是主要研究方法及成果的综合分析:### 1. **麦醇溶蛋白基因靶向

一项最新研究指出,通过靶向删除小麦中特定的基因簇,可以在不损害面团加工性能的前提下降低小麦过敏风险。这一发现为改良小麦品质提供了新方向,具体机制和进展如下:

### 1. **靶向α-麦醇溶蛋白基因簇的基因编辑**
- 研究团队通过CRISPR/Cas9技术对小麦6D染色体短臂上的α-麦醇溶蛋白(α-gliadins)基因簇进行删除,发现该操作不仅减少了乳糜泻(CeD)相关的免疫显性表位(如DQ2.5-glia-α3表位),还能通过调整面筋蛋白的比例(如高相对分子质量麦谷蛋白亚基HMW-GS

加州大学戴维斯分校的研究人员通过删除小麦中一组编码麸质蛋白的基因簇,成功降低了可能引发免疫反应的成分,同时保持了这种全球性营养作物在面包制作中的重要品质。

这项发表于《理论与应用遗传学》期刊的研究成果虽无法生产出完全乳糜泻安全的小麦品种,但代表了该研究领域的重要进展。论文主要作者、植物生物学博士生Maria Rottersman在小麦遗传学家Jorge Dubcovsky实验室主导了这项工作。

Dubcovsky教授指出:"我们消除的α-麦胶蛋白正是引发乳糜泻患者最强免疫反应的成分,通过消除这些蛋白可以降低非乳糜泻人群的患病风险。"研究团队使用γ辐射靶向删除了6D染色体上的α-麦胶蛋白基因簇,这些蛋白是引发乳糜泻严重反应的主要诱因。

麸质蛋白由麦谷蛋白和麦胶蛋白两类组成。研究显示,通过基因编辑删除特定α-麦胶蛋白不仅能降低致敏性,反而在某些情况下改善了面粉品质。团队在加利福尼亚小麦委员会品质实验室的测试证实,新培育品系的面团流变学特性和面包制作性能均达到商用标准。

产业化进展

这些经过基因编辑的种质资源已被存入美国农业部农业研究局管理的GRIN种质库,向全球育种机构开放获取。Rottersman强调:"种植者无需改变现有栽培方式即可种植该品种,且能获得更高品质的产品,这为其广泛推广提供了重要激励"。

 

手工面包师、面粉加工商和农场直供餐饮企业对新品系表现出浓厚兴趣。Dubcovsky团队突破了过去"删除麦胶蛋白必然损害烘焙品质"的认知局限,证实通过精准基因编辑可以实现降低致敏性与提升品质的双重目标。

该研究由乳糜泻基金会、美国农业部国家粮食与农业研究所等机构资助,集合了植物科学系、蛋白质组学核心设施等多个团队的专业力量。参与单位还包括霍华德·休斯医学研究所和农业研究局等顶尖科研机构。