Μπορεί να μην φαίνεται τόσο προφανές όταν περνάτε μπροστά από σειρές από γαλοπούλες Butterball που έχουν σφραγιστεί στο κενό στο σούπερ μάρκετ, αλλά ο κόσμος είναι στο στα όρια της έλλειψης πρωτεΐνης. Η παγκόσμια ζήτηση για ζωική πρωτεΐνη είναι αναμένεται να διπλασιαστεί μέχρι το 2050 και ενώ υπάρχουν εναλλακτικές λύσεις με βάση τα φυτά, ο ενθουσιασμός γύρω τους έχει κλονιστεί τα τελευταία χρόνια. Μια πιθανή λύση στο πρόβλημα της πρωτεΐνης ζυθοποιίας: μύκητας με γονιδιακή επεξεργασία.
Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Jiangnan στην Κίνα πήραν έναν μύκητα που χρησιμοποιείται ήδη ως εναλλακτική λύση για το κρέας (Fusarium venenatum) και βελτίωσε το DNA του για να το κάνει πιο εύκολο στην πέψη και λιγότερο εντατική σε πόρους στην παραγωγή του. Το αποτέλεσμα, εάν αναπτυχθεί σε κλίμακα, είναι ένας γενετικά τροποποιημένος μύκητας που έχει γεύση κρέατος και θα μπορούσε να έχει μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα από το παραδοσιακό ζωικό κεφάλαιο ή ακόμα και το κρέας που καλλιεργείται σε «εργαστήριο». Τα ευρήματα της μελέτης ήταν δημοσιεύεται σήμερα στο περιοδικό Τάσεις στη Βιοτεχνολογία.
«Κάναμε επιτυχώς έναν μύκητα όχι μόνο πιο θρεπτικό αλλά και πιο φιλικό προς το περιβάλλον τροποποιώντας τα γονίδιά του», ο αντίστοιχος συγγραφέας και επίκουρος καθηγητής Jiangnan Xiao Liu είπε σε δήλωση. «Τα γονιδιακά επεξεργασμένα τρόφιμα όπως αυτό μπορούν να καλύψουν τις αυξανόμενες απαιτήσεις τροφίμων χωρίς το περιβαλλοντικό κόστος της συμβατικής γεωργίας».
Μετατρέποντας τους μύκητες σε «κρέας»
Η λήψη εναλλακτικών πρωτεϊνών από μύκητες και άλλα μικρόβια δεν είναι κάτι νέο. Η διαδικασία συνήθως περιλαμβάνει την επιλογή ενός μικροβίου και την ανάπτυξή του σε έναν βιοαντιδραστήρα χάλυβα. Μόλις μπει στον βιοαντιδραστήρα, τροφοδοτείται με σταθερή παροχή θρεπτικών συστατικών — συνήθως με συνδυασμό σακχάρων και μετάλλων. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό το μείγμα εξελίσσεται σε μια μεγάλη, πλούσια σε πρωτεΐνες βιομάζα που συχνά μοιάζει με πηχτό πολτό ή μαλακή ζύμη ψωμιού, ανάλογα με το μικρόβιο.
Ακόμα κι αν αυτό δεν ακούγεται τόσο ορεκτικό, η βιομάζα που προκύπτει μπορεί στη συνέχεια να μετατραπεί σε μια ποικιλία τροφών με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες. Σε αντίθεση με την εκτροφή βοοειδών ή χοίρων, η μικροβιακή καλλιέργεια δεν εξαρτάται από τις εποχές ή τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Μπορεί επίσης να είναι πιο βιώσιμο, καθώς μπορεί η παραγωγή ζωικών πρωτεϊνών αντιπροσωπεύουν περίπου το 37 τοις εκατό των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίουons.
Το πρώτο εμπορικό προϊόν μικροβιακής πρωτεΐνης, ένα είδος ζωοτροφής που ονομάζεται Pruteen, στην πραγματικότητα χρονολογείται από τη δεκαετία του 1970. Σήμερα, αρκετές άλλες ποικιλίες είναι διαθέσιμες για ανθρώπινη κατανάλωση στα παντοπωλεία.
Η δύναμη του Fusarium veneatum
Όσον αφορά την κατασκευή αυτών των εναλλακτικών λύσεων με μύκητες, οι μηχανικοί προτιμούσαν εδώ και καιρό Fusarium venenatum για την καλλιέργεια πρωτεϊνών επειδή παράγει μια υφή που μοιάζει πολύ με το κρέας. Αλλά η διαδικασία παραγωγής δεν είναι τέλεια. Ο συγκεκριμένος μύκητας έχει παχιά κυτταρικά τοιχώματα που δυσκολεύουν την πέψη του ανθρώπου και απαιτεί σημαντική ποσότητα πόρων για να αναπτυχθεί σε βιομάζα που είναι χρήσιμη ως εναλλακτική λύση πρωτεΐνης. Αυτό είναι ένα πρόβλημα, ειδικά εάν μέρος της ελκυστικότητας της μικροβιακής πρωτεΐνης είναι η μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που σχετίζονται με την παραδοσιακή κτηνοτροφία.
Εκεί μπαίνει η δύναμη του CRISPR. Ο Liu και οι συνάδελφοί του ήθελαν να δουν αν μπορούσαν να εντοπίσουν και να «αποκλείσουν» τα συγκεκριμένα γονίδια στο DNA του μύκητα για να ενισχύσουν ταυτόχρονα την πεπτικότητα και τη συνολική απόδοση παραγωγής. Τους πήρε λίγο χρόνο για να βρουν τους σωστούς στόχους, αλλά τελικά αφαίρεσαν γονίδια που σχετίζονται με τα ένζυμα χιτίνη συνθάση και πυροσταφυλική αποκαρβοξυλάση. Η εξάλειψη των ενζύμων που σχετίζονται με τη συνθάση της χιτίνης μείωσε την ακεραιότητα του κυτταρικού τοιχώματος του μύκητα, καθιστώντας ευκολότερη την πέψη. Εν τω μεταξύ, αφαιρώντας τα ένζυμα που σχετίζονται με την πυροσταφυλική αποκαρβοξυλάση, βελτίωσε τον μεταβολισμό του μύκητα, μειώνοντας την ποσότητα των θρεπτικών ουσιών που απαιτούνται για την παραγωγή πρωτεΐνης.
Αυτό το νέο, επεξεργασμένο στέλεχος DNA απαιτείd 44 τοις εκατό λιγότερη ζάχαρη να παράγει την ίδια ποσότητα πρωτεΐνης με ένα μη γενετικά αλλοιωμένο στέλεχος. Ήταν επίσης σε θέση να παράγει πρωτεΐνη 88 τοις εκατό πιο γρήγορα από την αρχική έκδοση. Χρησιμοποιώντας αυτά τα στοιχεία ως σημείο εκκίνησης, η ομάδα προσομοίωσε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της παραγωγής του μύκητα σε κλίμακα σε σύγκριση με την παραδοσιακή ζωική πρωτεΐνη. Ενώ εμπλέκονται πολλοί παράγοντες, όπως ο τύπος της γεωργικής υποδομής που είναι διαθέσιμη σε συγκεκριμένες κομητείες, οι ερευνητές ανέφεραν ότι το γενετικά τροποποιημένο στέλεχος τους θα απαιτούσε 70 τοις εκατό λιγότερη γη για να παράγει την ίδια ποσότητα πρωτεΐνης με τα κοτόπουλα.
Συνολικά, αυτή η εργασία παρέχει συναρπαστικά στοιχεία ότι η τεχνολογία που βασίζεται στο CRISPR/Cas είναι ένα ισχυρό εργαλείο επεξεργασίας γονιδίων που θα μπορούσε ταυτόχρονα να ενισχύσει τις θρεπτικές ιδιότητες και τη βιωσιμότητα του MP [microbial protein]το οποίο θα βοηθήσει στην μακροπρόθεσμη ανάπτυξη της βιομηχανίας εναλλακτικών πρωτεϊνών», γράφουν οι ερευνητές στο έγγραφο.
Συγγενεύων: [This fermented meat alternative could help halve global deforestation rates]
Η μείωση της κατανάλωσης ζώων είναι πιο εύκολο να ειπωθεί παρά να γίνει
Αυτά τα νέα ευρήματα έρχονται εν μέσω μιας περιόδου ταχείας αλλαγής στις εναλλακτικές πρωτεΐνες. Ενώ δημοφιλή φυτικά προϊόντα κρέατος, όπως αυτά που προσφέρονται από την Beyond Meat και την Impossible Foods, γνώρισαν μεγάλη εμπορική επιτυχία στα μέσα της δεκαετίας του 2010, οι μάρκες έχουν δει τις πωλήσεις τους να μειώνονται πρόσφατα. Έχουν επίσης αντιμετωπίσει αυξανόμενη κριτική, είτε δικαιολογείται είτε όχιγια να περιέχει υψηλότερα επίπεδα νατρίου και άλλα πρόσθετα σε σύγκριση με τη ζωική πρωτεΐνη.
Το καλλιεργημένο κρέας, το οποίο αναφέρεται σε ζωική πρωτεΐνη που καλλιεργείται σε εργαστήριο από ζωικά κύτταρα, κερδίζει την προσοχή και προσελκύοντας επενδύσεις δισεκατομμυρίων συγχρόνως. Οι αγοραστές είναι επίσης περίεργοι: ένα 2024 επισκόπηση από το Πανεπιστήμιο Purdue διαπίστωσε ότι τα δύο τρίτα των ερωτηθέντων είπαν ότι θα δοκίμαζαν καλλιεργημένο κρέας ή κοτόπουλο σε ένα εστιατόριο.
Παρόλο που αυτός ο τύπος καλλιεργούμενης πρωτεΐνης απέχει ακόμη πολλά χρόνια από τη βασική διαθεσιμότητα (ένα κοτομπουκιάκι που καλλιεργείται στο εργαστήριο αυτή τη στιγμή κοστίζει περίπου $50 για την παραγωγή), αντιμετωπίζει ήδη αντιδράσεις. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, πολλές πολιτείες, συμπεριλαμβανομένης της Φλόριντα και του Μισισιπήέχουν ήδη ψηφίσει νομοθεσία που απαγορεύει την παραγωγή ή πώληση καλλιεργούμενου κρέατος. Δεν είναι επίσης μια μοναδική αμερικανική αποστροφή. Πέρυσι έγινε επίσημα η Ιταλία η πρώτη χώρα που απαγόρευσε την παραγωγήπώληση ή εισαγωγή καλλιεργούμενου κρέατος ή ζωοτροφών.
Το μόνο που σημαίνει ότι οι εναλλακτικές λύσεις κρέατος που έχουν υποστεί ζύμωση, όπως ο μύκητας, θα μπορούσαν να έχουν μερικούς μεγάλους φραγμούς για να σπάσουν, ειδικά ως παγκόσμιο ζήτηση για δίαιτες πλούσιες σε πρωτεΐνες συνεχίζει να εκτοξεύεται στα ύψη. Η αυξημένη χρήση τροφών για μύκητες που έχουν υποστεί επεξεργασία από γονίδια θα μπορούσε να σημαίνει λιγότερη γη και λιγότερους πόρους που αφιερώνονται στην εκτροφή ζώων και λιγότερα πλάσματα που ζουν τις τελευταίες τους ημέρες σε σφαγείο.
Οδηγός δώρων διακοπών 2025
VIA: popsci.com
