دستکاری مسیر سنتز کاروتنوئیدها جهت بهبود کیفیت محصولات غذایی از طریق بیوتکنولوژی

مسیر سنتز کاروتنوئیدها بخوبی شناخته شده است، ولی یافته ­های مربوط به تنظیم این مسیر تقریبا محدود می‌باشد. در کنار نقش رنگدانه­ای و ضروری کاروتنوئیدها در گیاهان، این ترکیبات نقش مهمی نیز در سلامت انسان دارند. با توجه به اینکه بدن انسان کاروتنوئید سنتز نمی­کند، به منابع کاروتنوئیدی حاصل از رژیم غذایی برای ساخت رتنوئیدهای مورد نیاز خود مانند رتینال (رنگدانه مهم بینایی)، رتینول (ویتامینA)، و رتنوئیک­اسید (ماده اصلی کنترل‌کننده مورفوژنز)، وابسته می­باشد. پیش­ماده اصلی رتنوئیدها β-کاروتن است که پیش ویتامین A نیز نامیده می‌شود و کمبود آن باعث شب­کوری و نابینایی می­شود. پژوهش­های اخیر روی دستکاری محتوای کاروتنوئیدی و ترکیبات محصولات گیاهی، برای افزایش ارزش غذایی آن­ها متمرکز شده است. اگرچه تمامی ژن­های شناخته شده در بیوسنتز کاروتنوئیدها بوسیله ژنوم هسته رمز می­شوند، ولی رنگدانه­ های کاروتنوئیدی و آنزیم­های مربوط به آن در پلاستیدها قرار گرفته­اند. در میان ژن­های رمز کننده آنزیم­های بیوسنتز کاروتنوئیدها آنزیم PSY، کاتالیز کننده اولین مرحله از مسیر بیوسنتزی کاروتنوئیدها، از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. نقش قابل‌توجه و تنظیمی این آنزیم در افزایش کاروتنوئیدها غیرقابل انکار است. با توجه به آمار جهانی ناشی از کمبود ویتامین A و اثرات سوء آن در سلامتی انسان و بخصوص کودکان، توجه دانشمندان به افزایش میزان کاروتنوئیدها در گیاهان خوراکی معطوف شده است.