When my friends find out about my work with Arctic® apples, invariably one of the first questions they ask is: How’d we do that? That is, how’d we “make” a nonbrowning apple? Here’s what I tell them:
First, a quick biochemistry lesson. When the cell of a typical apple is ruptured – for example, by biting, slicing or bruising – polyphenol oxidase (PPO) found in one part of the cell mixes with polyphenolics found in another part of the cell. (PPO is a plant enzyme. Polyphenolics are one of the many types of chemical substrates that serve various purposes, including supplying its aroma and flavor.) When PPO and polyphenolics mix, brown-toned melanin is left behind.
Arctic® apples produce practically no PPO so that enzymatic browning reaction never occurs. This means Arctic® apples’ polyphenols aren’t burned up when the apple is bitten, sliced, or otherwise bruised. No chemical reaction, no yucky brown apple left behind. arctic-vs-regular-apple_0So how’d we “make” a nonbrowning apple? The small number of genes (four, to be exact) that control PPO production were identified several years back, when the apple’s genome was mapped. To create a nonbrowning Arctic® version of an existing apple variety, our science team uses gene silencing to turn down the expression of PPO, which virtually eliminates PPO production, so the fruit doesn’t brown. This genetic transformation is aided by modern science tools. (We’ll explain what we mean by “modern science tools” in a later post.)
This transformation takes place in a laboratory in a petri dish, with a small sample of apple tissue. We confirm the genetic transformation was successfully completed before growing the tissue out into a tiny plantlet and eventually moving it to an orchard. (We’ll explain how we confirm the transformation in a later post, too.)
Personally, I was amazed to find out how “simple” this transformation process is. (I put the word in quotes out of deference to the head of our science team, Dr. John Armstrong, who knows best how much hard work and brain power went into making this process look simple to me.)
The end result of all this science is just an apple tree, now with very low PPO production to prevent enzymatic browning in its fruit. Our Arctic® apple trees grow and behave in the orchard, blossom and bear fruit just like their conventional counterparts. We’ve got almost 10 years of test orchard experience to document that. Arctic® apples are also compositionally and nutritionally similar to conventional apples, further indicating that lower levels of PPO aren’t consequential to the tree or the fruit. It’s only when one of our apples is bitten, sliced or cut that the Arctic® apple difference becomes clear.
What role does PPO play in the plant, you might ask? In some plants, PPO plays a defensive role – for example, tomatoes produce high levels of PPO when attacked by pests or pathogens. In contrast, apples produce very low levels of PPO, and only in very young fruit. Its presence is probably left over from apples of ages ago, playing no role in today’s apples.
I always close my talk with friends with this intriguing sidebar to the story: When eaten by humans, polyphenolics may have health-promoting benefits. For example, phenolics are believed to act as antioxidants, fighting the well-documented damaging effects that oxidation can have on the heart, other organs and throughout the body. Not enough is known yet about phenolics for the health community to suggest a recommended intake amount, as for other vitamins and nutrients such as Vitamin C (the best-known antioxidant), fiber and so on – but they are certainly worth watching
เมื่อเพื่อนหางานของฉันกับ Arctic® แอปเปิ้ล คงเส้นคงวาหนึ่งในพวกเขาถามคำถามแรกคือ: วิธีเราทำที่ นั่นคือ จะเรา "ทำไร" apple nonbrowning นี่คือสิ่งที่ผมบอกพวกเขา:ครั้งแรก บทเรียนชีวเคมีอย่างรวดเร็ว เมื่อเซลล์ของแอปเปิ้ลทั่วไปมีขนาด – ตัว โดยกัด หั่น หรือ ช้ำ – polyphenol oxidase (PPO) พบในส่วนหนึ่งของส่วนผสมเซลล์กับ polyphenolics มีโฟเลที่พบในส่วนอื่นของเซลล์ (PPO เป็นเอนไซม์โรงงาน Polyphenolics มีโฟเลมีหนึ่งในหลายชนิดของพื้นผิวทางเคมีที่ประสงค์ต่าง ๆ รวมทั้งกลิ่นหอมและรสชาติในการจัดหา) เมื่อ PPO และ polyphenolics มีโฟเลผสม โทนน้ำตาลเมลานินถูกทิ้งArctic® แอปเปิ้ลผลิต PPO ไม่จริงเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาลเอนไซม์ไม่ ซึ่งหมายความว่า Arctic® โพลีฟีนของแอปเปิ้ลไม่ได้เขียนขึ้นเมื่อแอปเปิ้ลถูกกัด เตรียมการ หรือมิฉะนั้น รอยช้ำ ไม่เกิดปฏิกิริยาเคมี แอปเปิ้ลน้ำตาลไม่สะอาดทิ้ง อาร์กติก-vs-ปกติ-apple_0So วิธีเรา "อยาก" apple nonbrowning จำนวนยีน (สี่ เป็นที่แน่นอน) ขนาดเล็กที่ควบคุมการผลิต PPO ถูกระบุหลายปีกลับมา เมื่อกลุ่มของ apple ถูกแมป การสร้างเวอร์ชัน Arctic® nonbrowning หลากหลายแอปเปิ้ลที่อยู่ ทีมวิทยาศาสตร์ของเราใช้ยีนสมรจะลดการแสดงออกของ PPO ซึ่งขจัดการผลิต PPO ดังนั้นผลไม้ที่ไม่ได้สีน้ำตาล การแปลงพันธุกรรมนี้จะช่วย โดยเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัย (เราจะอธิบายสิ่งที่เราต้อง โดย "เครื่องมือวิทยาศาสตร์ทันสมัย" ในโพสต์ในภายหลัง)การแปลงนี้เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการในจาน มีตัวอย่างของเนื้อเยื่อของแอปเปิ้ล เรายืนยันพันธุเสร็จก่อนเติบโตเนื้อเยื่อออก plantlet ตัวเล็ก ๆ และในที่สุดย้ายไปสวน (เราจะอธิบายว่า เรายืนยันการเปลี่ยนแปลงในโพสต์ใหม่กว่า เกินไป)ส่วนตัว ผมตั้งใจออกวิธี "ง่าย" เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้ (ผมใส่คำในเครื่องหมายอัญประกาศ out of deference to หัวหน้าทีมวิทยาศาสตร์ ดร.จอห์นอาร์มสตรอง ผู้รู้ดีที่สุดจำนวนพลังงานงานและสมองยากไปทำกระบวนการนี้ดูง่ายครับ)ผลลัพธ์ที่ได้จากวิทยาศาสตร์ทั้งหมดนี้เป็นเพียงแอปเปิล ตอนนี้กับการผลิต PPO ต่ำมากเพื่อป้องกันไม่ให้สีน้ำตาลในผลของมัน Our Arctic® แอปเปิ้ลต้นไม้เติบโต และทำงานในออชาร์ด ดอก และหมีผลไม้เช่น counterparts ธรรมดา เราได้เกือบ 10 ปีของประสบการณ์ออร์ชาร์ดทดสอบกับเอกสารที่ แอปเปิ้ล Arctic® ก็ compositionally และคุณค่าทางโภชนาการคล้ายกับแอปเปิ้ลทั่วไป การ บ่งชี้ว่า ระดับของ PPO ไม่อ้อมต้นไม้หรือผลไม้ มันเป็นเพียง เมื่อหนึ่งของแอปเปิ้ลของเรากัด หั่น หรือตัดความแตกต่างของ apple Arctic® กลายเป็นชัดเจนWhat role does PPO play in the plant, you might ask? In some plants, PPO plays a defensive role – for example, tomatoes produce high levels of PPO when attacked by pests or pathogens. In contrast, apples produce very low levels of PPO, and only in very young fruit. Its presence is probably left over from apples of ages ago, playing no role in today’s apples.I always close my talk with friends with this intriguing sidebar to the story: When eaten by humans, polyphenolics may have health-promoting benefits. For example, phenolics are believed to act as antioxidants, fighting the well-documented damaging effects that oxidation can have on the heart, other organs and throughout the body. Not enough is known yet about phenolics for the health community to suggest a recommended intake amount, as for other vitamins and nutrients such as Vitamin C (the best-known antioxidant), fiber and so on – but they are certainly worth watching
การแปล กรุณารอสักครู่..
