Omega-3 (n-3) long-chain polyunsatu

Omega-3 (n-3) long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) are essential or conditionally essential dietary nutrients for vertebrates with well-established health benefits in humans1. Specifically, n-3 LC-PUFA including eicosapentaenoic acid (EPA; 20:5n-3) and docosahexaenoic acid (DHA; 22:6n-3) have key roles in neural development, immune and inflammatory responses, and beneficial effects in several pathological conditions, including cardiovascular and neurological diseases, and some cancers2,3,4,5,6,7,8. The International Society for the Study of Fatty Acids and Lipids recommends a daily intake of 500 mg of n-3 LC-PUFA (EPA + DHA) for optimum cardiovascular health9 and, projecting this to a population of 7 billion, this amounts to a total annual requirement for over 1.25 million metric tonnes (mt) of n-3 LC-PUFA. The annual global supply of fish and fish oil cannot meet this level of requirement for n-3 LC-PUFA and so there is a large gap between supply and demand10.

Microalgae in the marine and aquatic environments are the primary producers of the vast majority of n-3 LC-PUFA11, which accumulate in the marine food web and thus fish and seafood are the predominant source of these essential nutrients in the diet12. However, global fisheries are at, or beyond, exploitable limits and cannot increase to satisfy the growing demand for fish and seafood13 and, therefore, around 50% is now farmed14. Paradoxically, high levels of n-3 LC-PUFA in farmed fish and shrimp was only assured by the use of fishmeal and, especially, fish oil, themselves finite and limited marine resources derived from wild fisheries15,16,17. The only biological alternatives to fish oil, vegetable oils, do not contain n-3 LC-PUFA as this biosynthetic pathway is not present in terrestrial plants18. Therefore, as demand for fish and seafood increases, so will that of n-3 LC-PUFA and, as supplies are finite10, the gap between the two will only continue to increase in the future.

The only sustainable solution to the ever-increasing global demand for n-3 LC-PUFA is de novo production of entirely new sources19. This requires the application of modern biotechnology ranging from genetic modification through to synthetic biology to introduce the n-3 LC-PUFA biosynthesis trait into appropriate oleaginous platforms20,21. This has been applied to produce EPA in the yeast Yarrowia lipolytica22, and DHA in the diatom Phaeodactylum tricornutum that normally produces only EPA23. However, oilseed crops dominate world oil production and there is a highly organised and well-established infrastructure for the cultivation, harvest, processing, distribution, marketing and utilisation of vegetable oils24. Therefore, a highly practical approach to developing a novel, renewable supply of n-3 LC-PUFA is the metabolic engineering of oilseed crops with the capacity to synthesize these bioactive fatty acids in seeds25,26. Production of EPA and DHA in seeds was initially demonstrated in the model plant Arabidopsis27,28, and was recently reported in an oilseed crop, Camelina sativa29,30. C. sativa or false flax, is a member of the Brassicaceae family and an ancient oilcrop that in the wild type produces an oil with up to 45% of fatty acids as α-linolenic acid (LNA; 18:3n-3)31.

Kết quả (Việt) 1:

(N-3) chuỗi dài không bão hòa đa axit béo omega 3 (LC-PUFA) là cần thiết hoặc có điều kiện thiết yếu chế độ ăn uống chất dinh dưỡng cho vật có xương sống với các lợi ích sức khỏe cũng thành lập ở humans1. Cụ thể, n-3 LC-PUFA trong đó có axit eicosapentaenoic (EPA; 20:5n-3) và axit docosahexaenoic (DHA; 22:6n-3) có vai trò quan trọng trong sự phát triển thần kinh, phản ứng miễn dịch và viêm và tác dụng có lợi trong một số điều kiện bệnh lý, bao gồm cả bệnh tim mạch và thần kinh, và một số cancers2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Hiệp hội quốc tế cho nghiên cứu của axit béo và chất béo khuyến cáo một lượng hàng ngày của 500 mg n-3 LC-PUFA (EPA + DHA) cho health9 tim mạch tối ưu, và quy hoạch này với dân số 7 tỷ, số tiền này đến một tổng hàng năm yêu cầu cho hơn 1,25 triệu tấn (mt) của n-3 LC-PUFA. Cung cấp toàn cầu hàng năm của cá và dầu cá không thể đáp ứng mức độ yêu cầu đối n-3 LC-PUFA và như vậy, có là một khoảng cách lớn giữa các cấp và demand10.Microalgae trong các môi trường biển và thủy sản là các nhà sản xuất chính của đại đa số các n-3 LC-PUFA11, mà tích tụ trong các trang web thực phẩm biển và do đó cá và hải sản là nguồn chủ yếu của các chất dinh dưỡng thiết yếu trong diet12. Tuy nhiên, thủy sản toàn cầu hoặc vượt quá giới hạn khai thác và không thể tăng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cho cá và seafood13, và do đó, khoảng 50% là bây giờ farmed14. Nghịch lý, mức độ cao của n-3 LC-PUFA trong nuôi cá và tôm chỉ được đảm bảo bởi việc sử dụng các fishmeal và, đặc biệt là, dầu cá, bản thân nguồn tài nguyên hữu hạn và hạn chế biển từ hoang dã fisheries15, 16, 17. Sinh học chỉ lựa chọn thay thế dầu cá, dầu thực vật, chứa n-3 LC-PUFA là con đường viêm này không hiện diện ở trên mặt đất plants18, cũng không phải là. Vì vậy, khi nhu cầu về cá và hải sản tăng lên, như vậy sẽ có n-3 LC-PUFA, và là nguồn cung cấp finite10, khoảng cách giữa hai sẽ chỉ tiếp tục tăng trong tương lai.Các giải pháp chỉ bền vững cho nhu cầu toàn cầu ngày càng tăng cho n-3 LC-PUFA là de novo sản xuất của sources19 hoàn toàn mới. Điều này đòi hỏi các ứng dụng công nghệ sinh học hiện đại khác nhau, từ sửa đổi di truyền qua sinh học tổng hợp để giới thiệu những đặc điểm sinh tổng hợp n-3 LC-PUFA vào thích hợp oleaginous platforms20, 21. Điều này đã được áp dụng để sản xuất các EPA trong men Yarrowia lipolytica22, và DHA trong diatom Phaeodactylum tricornutum sản xuất thường chỉ EPA23. Tuy nhiên, cây trồng oilseed thống trị thế giới sản xuất dầu và có một cơ sở hạ tầng cao tổ chức và cũng thành lập cho trồng trọt, thu hoạch, chế biến, phân phối, tiếp thị và sử dụng rau oils24. Vì vậy, một cách tiếp cận rất thiết thực để phát triển một cuốn tiểu thuyết, tái tạo nguồn cung cấp n-3 LC-PUFA là kỹ thuật trao đổi chất của oilseed cây trồng có khả năng tổng hợp các axit béo hoạt tính sinh học trong seeds25, 26. Sản xuất của EPA và DHA trong hạt ban đầu đã được chứng minh trong mô hình cây Arabidopsis27, 28, và gần đây đã được báo cáo trong một vụ thu hoạch oilseed, Camelina sativa29, 30. C. sativa hoặc sai lanh, là thành viên của gia đình họ và một oilcrop cổ đại mà trong các loại hoang dã sản xuất một loại dầu với lên đến 45% axit béo như axit α-linolenic (LNA; 18:3n-3) 31.

Kết quả (Việt) 2:

Omega-3 (n-3) chuỗi dài axit béo không bão hòa đa (LC-PUFA) là cần thiết hoặc có điều kiện thiết yếu khẩu phần dinh dưỡng cho vật có xương sống có lợi cho sức khỏe cũng như thành lập trong humans1. Cụ thể, n-3 LC-PUFA gồm axit eicosapentaenoic (EPA; 20: 5n-3) và axit docosahexaenoic (DHA, 22: 6n-3) có vai trò quan trọng trong sự phát triển thần kinh, phản ứng miễn dịch và viêm, và tác động có lợi trong một số bệnh lý điều kiện, bao gồm tim mạch và các bệnh về thần kinh, và một số cancers2,3,4,5,6,7,8. Hội Quốc tế Nghiên cứu của các axit béo và Lipid đề xuất một lượng hàng ngày là 500 mg của n-3 LC-PUFA (EPA + DHA) cho health9 tim mạch tối ưu, và dự này cho một dân số 7 tỷ đồng, số tiền này để tổng yêu cầu hàng năm cho hơn 1,25 triệu tấn (tấn) của n-3 LC-PUFA. Việc cung cấp toàn cầu hàng năm của cá và dầu cá không thể đáp ứng mức độ yêu cầu cho n-3 LC-PUFA và do đó là một khoảng cách lớn giữa cung và demand10.

Vi tảo ở biển và môi trường thuỷ sản là nhà sản xuất chính của đại đa số n-3 LC-PUFA11, tích luỹ trong thức ăn ở biển và do đó cá và hải sản là nguồn chủ yếu của các chất dinh dưỡng thiết yếu trong diet12. Tuy nhiên, thủy sản toàn cầu đang ở, hoặc xa hơn nữa, giới hạn khai thác và không thể tăng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với cá và seafood13 và, do đó, khoảng 50% hiện nay farmed14 là. Nghịch lý thay, mức độ cao của n-3 LC-PUFA trong cá nuôi và tôm đã được chỉ đảm bảo bởi việc sử dụng bột cá và đặc biệt là dầu cá, tự hữu hạn và hạn chế nguồn tài nguyên biển có nguồn gốc từ fisheries15,16,17 hoang dã. Các lựa chọn thay thế sinh học chỉ để dầu cá, dầu thực vật, không chứa n-3 LC-PUFA là con đường sinh tổng hợp này không có mặt trong plants18 trên cạn. Do đó, khi nhu cầu đối với cá và hải sản tăng lên, như vậy sẽ là của n-3 LC-PUFA và, do nguồn cung đang finite10, khoảng cách giữa hai sẽ chỉ tiếp tục tăng trong tương lai.

Các giải pháp bền vững chỉ đến ngày càng tăng nhu cầu toàn cầu đối với n-3 LC-PUFA là de novo sản xuất sources19 hoàn toàn mới. Điều này đòi hỏi các ứng dụng của công nghệ sinh học hiện đại khác nhau, từ biến đổi gen thông qua sinh học tổng hợp để giới thiệu các n-3 LC-PUFA sinh tổng hợp đặc điểm thành platforms20,21 có dầu thích hợp. Điều này đã được áp dụng để sản xuất EPA trong men Yarrowia lipolytica22, và DHA trong tảo Phaeodactylum tricornutum thường chỉ EPA23 sản xuất. Tuy nhiên, cây hạt có dầu chiếm ưu thế sản xuất dầu trên thế giới và có một có tổ chức cao và cũng thành lập cơ sở hạ tầng cho việc trồng, thu hoạch, chế biến, phân phối, tiếp thị và sử dụng oils24 rau. Vì vậy, một cách tiếp cận rất thực tế để phát triển một cuốn tiểu thuyết, cung cấp năng lượng tái tạo của n-3 LC-PUFA là các kỹ thuật trao đổi chất của cây trồng hạt có dầu với công suất tổng hợp các axit béo hoạt tính sinh học trong seeds25,26. Sản xuất của EPA và DHA trong hạt ban đầu đã được chứng minh trong các mô hình nhà máy Arabidopsis27,28, và gần đây đã được báo cáo trong một cây cho dầu, camelina sativa29,30. C. sativa hoặc lanh sai, là một thành viên của gia đình Cải và một oilcrop cổ đại trong các loại hoang dã sản xuất dầu lên đến 45% của các axit béo như axit α-linolenic (LNA, 18: 3n-3) 31.