Επιστήμονες στην Κίνα κατάφεραν να τροποποιήσουν γενετικά έναν μύκητα, ο οποίος χρησιμοποιείται ήδη στην παραγωγή υποκατάστατων κρέατος, καθιστώντας τον μια ακόμη πιο φιλική προς το περιβάλλον πηγή πρωτεΐνης, ακόμη και σε σύγκριση με το κοτόπουλο, που θεωρείται από τα ζώα με τη μικρότερη περιβαλλοντική επιβάρυνση.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε την τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR για να τροποποιήσει τον μύκητα Fusarium venenatum. Ο στόχος ήταν να βελτιωθεί η αποδοτικότητα παραγωγής και να μειωθεί το περιβαλλοντικό αποτύπωμα, χωρίς την εισαγωγή ξένου DNA. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν σε επιστημονική εργασία στο περιοδικό Trends in Biotechnology.
Η μυκοπρωτεΐνη που παράγεται από αυτόν τον τροποποιημένο μύκητα έχει υφή και γεύση παρόμοια με το κρέας, απαιτεί όμως λιγότερη γη, εκπέμπει λιγότερα αέρια του θερμοκηπίου και έχει χαμηλότερο κίνδυνο ρύπανσης των υδάτων σε σύγκριση με το κοτόπουλο και άλλες ζωικές πρωτεΐνες.
Οι εναλλακτικές λύσεις αντί του κρέατος κερδίζουν συνεχώς έδαφος, με τις πρωτεΐνες που παράγονται από καλλιέργεια κυττάρων (γνωστές και ως “εργαστηριακό κρέας”) να προσελκύουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Ωστόσο, υπάρχουν ανησυχίες ότι η παραγωγή σε μεγάλη κλίμακα θα μπορούσε να έχει μεγαλύτερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο από την παραγωγή μοσχαρίσιου κρέατος.
“Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η αποτελεσματική σύνθεση μυκοπρωτεΐνης προσφέρει περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα έναντι των ζωικών πρωτεϊνών και του εργαστηριακού κρέατος”, αναφέρουν οι ερευνητές στην εργασία τους, η οποία δημοσιεύτηκε στις 19 Νοεμβρίου.
“Υπάρχει μια γενική ζήτηση για υψηλότερης ποιότητας και πιο βιώσιμες βρώσιμες πρωτεΐνες”, δήλωσε ο Liu Xiao, αντίστοιχος συγγραφέας και ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Jiangnan, στο ειδησεογραφικό πρακτορείο China Science Daily, που ανήκει στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, στις 20 Νοεμβρίου. “Τροποποιώντας τα γονίδιά του, καταφέραμε να κάνουμε τον μύκητα πιο θρεπτικό, ενώ παράλληλα κάναμε τη διαδικασία παραγωγής πιο φιλική προς το περιβάλλον.”
Σε σύγκριση με τον μη τροποποιημένο F. venenatum, η μηχανική αυτή στέλεχος κατανάλωσε περίπου 44% λιγότερα θρεπτικά συστατικά, παράγοντας μυκοπρωτεΐνη 88% ταχύτερα – με μειωμένο δυναμικό παγκόσμιας θέρμανσης έως και 61%.
Το τροποποιημένο προϊόν θα απαιτούσε 70% λιγότερη γη σε σχέση με αυτή που χρησιμοποιείται για την παραγωγή κοτόπουλου στη χώρα, μειώνοντας ταυτόχρονα τον κίνδυνο ρύπανσης των γλυκών υδάτων κατά 78%, όπως σημείωσε το China Science Daily.
Η κτηνοτροφία καταλαμβάνει περίπου το 40% της παγκόσμιας γεωργικής γης, χρησιμοποιεί μεγάλες ποσότητες γλυκού νερού και συμβάλλει περίπου στο 14,5% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, σύμφωνα με τους ερευνητές. “Αυτό το περιβαλλοντικό βάρος, σε συνδυασμό με την αυξανόμενη ανησυχία για την επισιτιστική ασφάλεια, έχει επιταχύνει την εξερεύνηση εναλλακτικών πρωτεϊνών.”
Σε αντίθεση με τις φυτικές, μικροβιακές και εντομολογικές εναλλακτικές, οι πρωτεΐνες από καλλιέργεια κυττάρων αποτελούνται από τα ίδια κύτταρα με το ζωικό κρέας. Ωστόσο, μια μελέτη του 2024 από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Davis, διαπίστωσε ότι, με βάση τις τρέχουσες μεθόδους, η παραγωγή εργαστηριακού κρέατος σε μεγάλη κλίμακα μπορεί να έχει μεγαλύτερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο από το βόειο κρέας.
Οι μυκοπρωτεΐνες από τον F. venenatum έχουν δείξει “ιδιαίτερη υπόσχεση” ως εναλλακτική πρωτεΐνη και έχουν ήδη λάβει ρυθμιστική έγκριση για ανθρώπινη κατανάλωση στις ΗΠΑ, την Ευρώπη και την Αυστραλία, σύμφωνα με τη νέα κινεζική εργασία.
Η μυκοπρωτεΐνη είναι ήδη ένα εμπορικά διαθέσιμο προϊόν, με τη βρετανική μάρκα Quorn να πωλεί προϊόντα όπως “κοτομπουκιές” και “κιμά” που μοιάζει με κρέας, κυρίως στις ευρωπαϊκές και βορειοαμερικανικές αγορές. Η μέθοδος παραγωγής περιλαμβάνει τη χρήση θρεπτικών μέσων, όπως σάκχαρα και θειικό αμμώνιο, για τη ζύμωση του μύκητα μέσα σε γιγαντιαίους βιοαντιδραστήρες – μια διαδικασία που μπορεί να είναι εντατική σε πόρους, με χαμηλούς ρυθμούς μετατροπής θρεπτικών ουσιών σε μυκοπρωτεΐνη.
Η ομάδα χρησιμοποίησε εργαλεία CRISPR/Cas9 για να επεξεργαστεί μεταβολικές οδούς στον μύκητα, οδηγώντας σε περισσότερη πρωτεΐνη που μπορεί να χωνευτεί από το εσωτερικό του κυττάρου, βελτιώνοντας την ποιότητα των θρεπτικών ουσιών και μειώνοντας την απαιτούμενη ποσότητα θρεπτικών συστατικών για την παραγωγή της μυκοπρωτεΐνης.
Οι ερευνητές σύγκριναν έξι χώρες με διαφορετικά ενεργειακά μείγματα και εκτίμησαν ότι η μετάβαση στο μηχανικό στέλεχος θα μπορούσε να μειώσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, συμπεριλαμβανομένου του δυναμικού παγκόσμιας θέρμανσης, κατά 4% έως 61,3%. Θα μπορούσε επίσης να εξοικονομήσει περισσότερο από το 40% του σακχαρώδους υποστρώματος που απαιτείται επί του παρόντος για την παραγωγή του προϊόντος, σύμφωνα με την εργασία.
Η ομάδα ανέλυσε επίσης τις επιπτώσεις στο περιβάλλον του μηχανικού στελέχους σε σύγκριση με το κοτόπουλο – ένα εκτρεφόμενο ζώο γνωστό για τις χαμηλές περιβαλλοντικές του επιπτώσεις. Το τροποποιημένο γενετικά υποκατάστατο κρέατος υπόσχεται χαμηλότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και μείωση της υπεριώδους ακτινοβολίας, καθώς και λιγότερη χρήση γης και μειωμένο δυναμικό για μόλυνση του εδάφους και των γλυκών υδάτων.
“Αυτά τα ευρήματα καθιερώνουν την τεχνολογία CRISPR/Cas και τη μεταβολική μηχανική ως εργαλεία διπλής χρήσης για τη βελτίωση της διατροφής και τον μετριασμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων στην παραγωγή εναλλακτικών πρωτεϊνών”, ανέφερε η ομάδα.
