Bioaktive naturstoffer

Transkript

1 Plantekongres 2009 Herning Kongrescenter Januar 24, 2009 Bioaktive naturstoffer Birger Lindberg Møller Plantebiokemisk Laboratorium Institut for Plantebiologi og Bioteknologi VKR Forskningscentret Pro-Active Plants LIFE, Københavns Universitet

2 Den ideelle madpakke

3 Hungry Planet, What the World Eats (Menzel and D Alusio) 2005 Sudan Chad Mali Ecuador

4 Hungry Planet, What the World Eats (Menzel and D Alusio) 2005 Bhutan Kina Mexico Grønland

5 Hungry Planet, What the World Eats (Menzel and D Alusio) 2005 Japan Australien Tyskland Australien

6 <z Henri Rousseau, 1910: Drømmen

7 Peter Bruegel den Ældre: Kornhøsten (1565) (Metropolitan Museum of Art, New York. USA)

8 Forskellige sorter af kål som alle er et resultat af klassisk forædling af vild kål, Brassica oleracea i.e. Fra Simpel til Intelligent Design

9 Klassisk forædling kan være high risk business

10 Spis dine gener! En bøf på 200 g indeholder gener 0.1% af kødets vægt er arveanlæg (gener, DNA) Vi spiser trillioner af gener hver eneste dag: Hver person spiser mindst 700 km bakterie DNA om dagen Hver person spiser mindst 20 millioner km DNA om dagen

11 Udfordringerne for bioteknologi og planteforædling Udbytte: Bio-baseret energiforsyning eller/og atomkraft Klimaforandringer Fødevareforsyning og kvalitet Hæmme udvikling af cancer, sukkersyge, hjerte-kar sygdomme, højt blodtryk, livsstilsygdomme

12 Naturvidenskabens krise i Vesten A. A. Milne: Peter Plys... da Ninus spurgte: Vil du have honning eller syltetøj på brødet svarede Peter Plys: Begge dele, men du behøver ikke give mig noget brød.

13 Hvordan får vi optimeret indholdet af et ønsket stof? Bio-aktive naturstofffer Ændret udtryk af transkriptionsfaktorer Samling af enzymerne i komplekser (metabolons)

14 Ved brug af gensplejsning kan udvikles sundere kulturplanter Niels Bohr Professor Cathie Martin John Innes Centre Plantebiokemisk Laboratorium, LIFE, KU

15 Øget produktion af anthocyaniner ved overudtryk af en transkriptionsfaktor Niels Bohr Professor Cathie Martin John Innes Centre Plantebiokemisk Laboratorium, LIFE, KU

16 Transkriptionsfaktorer fra løvemund udtrykt i tomat Niels Bohr Professor Cathie Martin John Innes Centre Plantebiokemisk Laboratorium, LIFE, KU

17 3 mg anthocyanin per gram friskvægt

18 Foderpiller plus 10% tørrede Røde tomater Foderpiller plus 10% tørrede Violette tomater p53-/p53- knockout mice Gennemsnitlig levetid, sygdomsforløb

19 Musene der æder de gensplejsede tomater der producerer højere mængder anthocyanin lever længere Diet Number of mice Average Lifespan (days) Std Error Maximum Lifespan (days) Standard diet Diet supplemented with 10% red tomato powder Diet supplemented with 10% purple tomato powder Lucilla Titta, Marco Giorgio, John Innes

20 .anden generations GMOer vil kunne være med til at reducere kroniske sygdomme

21 Fremtiden?

22 Kirtelhår (trichomer)

23 Cyanogenese Mandler, abrikoser, kirsebær, eucalyptus, poppel, kløver, hør, kællingetand, bambus, byg, sorghum, hvede HO CN O dhurrin Glu b-glucosidase HO OH CN p-hydroxymandelonitril -hydroxy nitrilase HO O H p-hydroxybenzaldehyd vacuole + HCN

24 Ingredienser: mandler (evt abrikoskerner) og sukker

25 Plinius den Ældre (23-79 e.k) Naturalis historia Romerne er stolte af at have fundet frem til hvordan det giftige stof i bitre mandler kan udtrækkes

26 Dannelsen af det cyanogene glucosid prunasin foregår i tegumentet, den brune hinde der omgiver mandelkernen

27 Bitterhed i mandler A C ie D ie n t c Ramillete (SkSk: sweet) n Ramillete (1 min + substrate) t n Ramillete (1 min + substrate) t Hvorfor er nogle mandler bitre og andre søde? B n t c S3067 (sksk: bitter) E ie n S3067 (1 min + substrate) t F ie n c Ramillete (1 min no substrate) t Bioaktive stoffer kan undværes men giver under visse omstændigheder planten en fordel G H I ie ie ie S3067 (2 min + substrate) S3067 (10 min + substrate) Ramillete (1 min + substrate)

28 Hvordan får vi optimeret indholdet af et ønsket stof? Ændret udtryk af transkriptionsfaktorer Samling af enzymerne i komplekser (metabolons)

29 Dhurrin metabolon modellen DHURRIN (Cyanogenic glucoside) Tyrosine Stephen Sligar Urbana, Illinois

30 HO tyrosine NH 2 COOH Sorghum bicolor COOH HO NH OH N-hydroxytyrosine CYP79A1 COOH N HO HO OH N,N-dihydroxytyrosine H HO (E)-p-hydroxyphenylacetaldoxime N OH H CN CYP71E1 HO HO (Z)-p-hydroxyphenylacetaldoxime HO CN p-hydroxyphenylacetonitrile N + HCN O HO dhurrin O Glu in vivo UGT85B1 OH CN HO p-hydroxymandelonitrile in vitro HO p-hydroxybenzaldehyde H

31 Jordlopper (Phyllotreta nemorum) - lever af planter i kålfamilien Værtsplante: f. eks. radise, karse og raps Lopper og larver æder bladene Planter i kålfamilien indeholder ikke cyanogene glucosider

32 Frit-valg forsøg wt 4% dhurrin 4% dhurrin wt wt 4% dhurrin 4% dhurrin wt 16 hr

33 Sultne jordlopper Transgen Vildtype

34 Lotus and Zygaena filipendulae (køllesværmer) kan begge producere linamarin og lotaustralin Lotus Larve Køllesværmer Moth

35 Køllesværmere og cyanogene glucosider Irriteret larve frigiver forsvarsdråber Close-up af forsvarsdråberne

36

37 nmol HCN afdampet per dag Cyanid som elskovsmiddel Larve Puppe Hun insekt Han insekt

38 Cyanogene glucosider som elskovsmiddel Hunnerne hos den seksplettede køllesværmer foretrækker hanner med stort indhold af cyanogene glucosider, der gives som parringsgave Total indhold af cyanogene glucosider (mg) Jomfruer Uparret han Forsmået han Parret hun Parret han

39 Hvordan bruger vi det dyrkbare land 50 år ude i fremtiden? Fødevareproduktionen er placeret i troperne? Marker i den industrialiserede del af verden incl BRIC anvendes til fremstilling af højværdi-produkter? Samfundet er bio-baseret (eller baseret på atomkraft) i stedet for som nu at være afhængigt af fossile brændstoffer? Rodafgrøder på ufrugtbart land? Befolkningerne i landene syd for Sahara har fået en kraftig fremgang i levestandard?

40

41

42 The risk of nations In the US products are safe until proven risky. In Denmark products are risky until proven safe. In the UK products are risky even when proven safe. In India products are safe even when proven risky. In Canada products are neither safe nor risky. In Japan products are either safe or risky. In Brazil products are both safe and risky. In Kenya products are risky even if they do not exist. From a discussion with: Calestous Juma (Kenyan citizien) Kennedy School of Government Harvard University

43 Anden generations GMOer to help combat chronic diseases Isoflavonoider Stilbener Terpener

44 Videnssamfund og vidensøkonomi Hvordan finder man frem til viden og bruger den? Hvad er Danmarks placering i dette spil Marius Olsen: Billede med Flagstang

45 Øverste del af den 3 m høje Hammurabi-stele f. Kr Lovtekst med 3600 linier

46

47

48 Kun hun vil lægge mærke til det.. Seneste nyt: Løg Uden tårer Nu kan selv han snitte dem!!!!!!

49 Elever på Allerød gymnasium transformerer Arabidopsis PlaCe

50 Hvorfor er der ikke flere forskere der deltager i debatten? PlaCe

51