«Овощи и фрукты не умирают в тот момент, когда их собирают», — сказала биолог из Райса Джанет Браам, ведущий исследователь нового исследования, проведенного на этой неделе в Current Biology. «Они реагируют на окружающую среду в течение нескольких дней, и мы обнаружили, что можем использовать свет, чтобы уговорить их производить больше антиоксидантов для борьбы с раком в определенное время дня.Браам — профессор и заведующий кафедрой биохимии и клеточной биологии Райс.
Команда Браама смоделировала дневные и ночные циклы света и темноты, чтобы управлять внутренними часами фруктов и овощей, включая капусту, морковь, тыкву и чернику. Это исследование является продолжением отмеченного наградами исследования 2012 года, проведенного ее командой, о том, как растения используют свои внутренние циркадные часы для защиты от голодных насекомых. Это исследование показало, что Arabidopsis thaliana — широко используемый модельный организм для изучения растений — начинает наращивать производство химикатов для борьбы с насекомыми за несколько часов до восхода солнца, когда голодные насекомые начинают кормиться.
Браам сказала, что идея нового исследования пришла из разговора с ее сыном-подростком.
«Я рассказывал ему о более ранней работе по арабидопсису и устойчивости к насекомым, и он сказал:« Ну, я знаю, в какое время дня я буду есть овощи!’Браам сказал. "Это была моя ага!момент. Он думал не есть овощи, поскольку они будут накапливать химические вещества против насекомых, но я знал, что некоторые из этих химикатов, как известно, являются ценными метаболитами для здоровья человека, поэтому я решил попытаться выяснить, производят ли овощи цикл этих соединений. на основе циркадных ритмов."
Арабидопсис и капуста родственны, поэтому команда Браама начала свое исследование с попытки «увлечь» часы капусты так же, как они это делали с арабидопсисом. Увлечение сродни процессу, который проходят международные путешественники, оправляясь от смены часовых поясов.
После перелета на другую сторону земного шара у путешественников часто возникают проблемы со сном, пока их внутренние циркадные часы не вернутся к циклу день-ночь в новом месте.
Используя контролируемое освещение в запечатанной камере, аспирантка Райс и ведущий автор исследования Даниэль Гудспид обнаружила, что может увлекать циркадные часы послеуборочной капусты так же, как у нее были часы арабидопсиса в исследовании 2012 года. После успеха с капустой, Гудспид и соавторы Джон Лю и Чжэнцзи Шэн изучили шпинат, салат, кабачки, морковь, сладкий картофель и чернику.
«Мы смогли захватить каждый из них, даже корнеплоды», — сказал Гудспид. Она и Браам сказали, что результаты показывают, что хранение фруктов и овощей в темных грузовиках, ящиках и холодильниках может снизить их способность сохранять ежедневный ритм.
«Мы пока не можем сказать, сокращают ли полностью темные или полностью освещенные условия срок хранения фруктов и овощей», — сказал Браам. «Мы показали, что сохранение хода внутренних часов выгодно с точки зрения устойчивости к насекомым, а также может принести пользу для здоровья."
В экспериментах с капустой соавторы Брам, Гудспид и Райс Джон Лю, Чжэнцзи «Джим» Шенг и Вассим Чехаб обнаружили, что они могут манипулировать листьями капусты, чтобы увеличить выработку метаболитов против насекомых в определенное время дня. Один из них, антиоксидант, называемый глюкорафанин, или 4-MSO, является известным противораковым соединением, которое ранее изучалось в брокколи и других овощах.
Команда Браама уже начала последующее исследование при поддержке Фонда Билла и Мелинды Гейтс, чтобы выяснить, можно ли использовать свет и другие стимулы, такие как прикосновение, для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к вредителям в развивающихся странах.
«Приятно думать, что мы сможем повысить пользу нашей продукции для здоровья, просто изменив способ ее хранения», — сказал Гудспид.
Видео: http: // www.YouTube.com / watch?feature = player_embedded & v = oP-99pOM4Yg