Органические пигменты, называемые антоцианинами, широко представлены в естественном виде в различных овощах, фруктах и ягодах и входят наряду с другими растительными компонентами в обычный рацион питания. Они увеличивают защиту против определенных раковых, сердечно-сосудистых заболеваний, а также замедляют развитие возрастных дегенеративных болезней (например болезни Альцгеймера). Имеются свидетельства, что антоцианины обладают и противовоспалительной активностью, увеличивают остроту зрения и препятствуют развитию тучности и диабета. Но независимо от механизма действия, все эти, несомненно, выгодные для здоровья эффекты зависят от того, в каком количестве антоцианины попадают в организм. Чтобы воспользоваться их полезными свойствами, необходимо включать в свой рацион разнообразные овощи и фрукты в достаточных количествах, не менее пяти фруктов и овощей в день. К сожалению, лишь небольшое количество людей применяет этот совет на практике. Именно поэтому ученые всего мира уделяют важное место исследованиям, направленным на увеличение во фруктах и овощах количества полезных для здоровья биологически активных соединений, таких как антоцианины.

Группа ученых-биологов из Великобритании, Италии, Германии и Нидерландов (отчет об этом исследовании был опубликован в журнале Nature в статье «Обогащение плодов томатов полезными для здоровья антоцианинами посредством экспрессии некоторых факторов транскрипции») выбрала помидор для создания модифицированных растений с повышенным содержанием антоцианинов. Они употребляются как компонент питания во всем мире, к тому же уровень содержания антоцианинов в них расценивается как условно оптимальный: небольшое количество этих пигментов содержится в кожице плода. До настоящего времени стратегии генной инженерии, направленные на увеличение количества антоцианинов в плодах томатов, не приносили значительных успехов. В новом эксперименте, чтобы повысить уровень антоцианинов в плодах, исследователи встроили в геном помидоров и заставили работать два гена, выделенных из растения львиный зев (Antirrhinum majus). Гены Del (от Delila) и Ros1 (от Rosea1) кодируют факторы, участвующие в транскрипции (см. вставку), одном из этапов синтеза белка. 

Интересно, что после созревания плоды от растений второго и третьего поколений продемонстрировали более интенсивную фиолетовую пигментацию, чем первое поколение. Общее содержание антоцианинов в плодах растений первого поколения сравнивалось с диким (немодифицированным) типом. Самые высокие концентрации составляли в среднем около 3 мг антоцианинов на 1 г мякоти. Кожица и плоть зрелых помидоров были также проанализированы с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии для того, чтобы выяснить, какие именно компоненты из обширной группы антоцианинов представлены в диких и в модифицированных растениях. С помощью специальных методик было доказано, что встраивание и работа генов Del и Ros1 измененили уровень выраженности некоторых генов по сравнению с исходными плодами. Так, они увеличили уровни транскрипции почти всех генов, кодирующих ферменты, требуемые для биосинтеза антоцианинов, а также генов, вовлеченных во внутриклеточный транспорт этих соединеней.

На следующем этапе эксперимента исследователи постарались выяснить, достаточен ли уровень достигнутого содержания антоцианинов для проявления полезных для здоровья эффектов. Для эксперимента использовались специально выращенные Trp53-/-мыши, которых используют для моделирования возникновения и развития опухолей. Эти специально созданные для экспериментов мыши лишены двух копий гена p53, белковый продукт которого подавляет развитие опухолей и тем самым участвует в предотвращении раковых заболеваний. Мыши-мутанты, лишенные этого гена, быстро и воспроизводимо заболевают спонтанными опухолями после экспериментального облучения.

Продолжительность жизни мышей «дикого типа» сравнивалась с продолжительностью жизни мутантных мышей. Выяснилось, что мутантные Trp53-/-мыши, питавшиеся кормом с добавкой 10% красного томатного порошка (из высушенных плодов дикого типа), не показали увеличения средней продолжительности жизни (145,9 дня). В то же время животные, содержащиеся на специальной «диете» с добавлением фиолетового томатного порошка из модифицированных томатов, показали более длинную среднюю продолжительность жизни (182,2 дня) и, кроме того, максимальная продолжительность жизни выросла до рекордного уровня — 260 дней.

В ходе эсперимента исследователям удалось получить самые высокие на сегодняшний день уровни антоцианинов в плодах помидоров. Проведенное предварительное исследование на животных позволяет предположить, что достигнутый уровень содержания антоцианинов достаточен для запуска защитного эффекта против развития опухолей. Кроме того, новые трансгенные помидоры предоставляют возможность для изучения и оценки того, каким образом рацион, содержащий повышенное количество антоцианинов, будет проявлять свои положительные эффекты при различных хронических заболеваниях, например, при болезнях сердца или нарушениях метаболизма. Эти спроектированные в лаборатории помидоры могут быть использованы и в профилактической медицине, чтобы существенно повысить антиокислительный уровень каждодневного рациона. Потребяемые в качестве обычной пищи, эти новые продукты гораздо предпочтительнее антиокислительных добавок заведомо синтетического происхождения, например, витаминов, которые часто воспринимаются как обычные лекарства.

Жаль, Джанни Родари до не дожил до наших дней, а то бы написал продолжение своей знаменитой сказки о Чипполлино. В ней сеньор Помидор мог бы из высокомерного злодея превратиться в доброго врача.