Eti Unutun: Karşınızda Genetiği Değiştirilmiş Protein Mantarı

Eti bir kenara bırakın… bilim insanları, geleneksel besi hayvanlarına göre daha verimli protein üreten ve çevreye verilen zararı önemli ölçüde azaltan bir mantar organizması tasarladılar.

Çin’deki Jiangnan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar kullandı CRISPR gen düzenlemesi geliştirilmiş bir tür oluşturmak için Fusarium venenatum, mantar reklamın arkasında mikoprotein ürünler. 1960’lı yıllarda keşfedilen bu mantar türü, uzun zamandır araştırılıyor ve hatta müjdeleniyor Et proteinine potansiyel bir alternatif olarak.

Şimdi,Araştırma ekibinin endüstriyel ölçekte test ettiği yeni tasarlanmış versiyon, ürünün kilogramı başına %44 daha az glikoz tüketirken, değiştirilmemiş türlere göre neredeyse iki kat daha fazla protein üretimi sağlıyor.

Geleneksel tavuk üretimiyle karşılaştırıldığında laboratuvarda yetiştirilen et Çoklu çevresel ölçümlerde, gen düzenlenmiş mikoprotein, sera gazı emisyonlarıarazi kullanımı ve su tüketimi.

Çin’in Wuxi kentindeki Jiangnan Üniversitesi’nden ortak yazar Xiao Liu, bir basın açıklamasında “Gıda için daha iyi ve daha sürdürülebilir proteine ​​yönelik yaygın bir talep var” dedi. “Bir mantarı başarılı bir şekilde sadece daha besleyici değil, aynı zamanda genlerini değiştirerek daha çevre dostu hale getirdik.”

Yayınlandığı yer Biyoteknolojide Trendler, araştırma makalesi 5.000 litrelik endüstriyel fermantasyon ölçeğinde doğrulanmış üretim, alternatif protein geliştirmedeki iki kritik zorluğu ele alıyor: besin kalitesini artırırken aynı zamanda çevresel ayak izini de azaltıyor.

Şeker ve amonyum sülfat gibi besin maddelerinden yapılmış hammaddelerle dolu dev metal tanklarda yetiştirilen mantar sporları, vahşi geleneksel hallerinde büyümek için yetersizdir. Araştırma ekibinin bunu nasıl değiştireceğini bulması gerekiyordu.

Ekip, uzun süredir bu mantarı uygun bir et alternatifi haline getirmenin önünde duran iki ana genetik soruna odaklandı: kalın hücre duvarları ve mantar metabolizması. Mühendislik stratejisi bu iki spesifik geni hedef alarak onları ortadan kaldırmayı amaçladı.

Araştırmacılar öncelikle mantar hücre duvarlarını oluşturan sert bir polimer olan “kitin”in arkasındaki genetik belirteçleri hedef aldılar. Mantarların hayatta kalması için harikadır ancak insan midesi için zordur. Modifiye edilmiş suşta bunu başarılı bir şekilde %29 oranında azaltarak içerideki proteini daha sindirilebilir hale getirdiler.

İkinci olarak ekip, mantarın metabolik yolunu değiştirerek onu büyük miktarda karbondioksit üretmekten protein sentezine doğru kaydırdı.

Beslenmedeki iyileşmelerin önemli olduğu kanıtlandı. Protein kalitesinin bir ölçüsü olan esansiyel amino asit indeksi %33 artarken, protein sindirilebilirliği %52,65’ten %56,66’ya yükseldi. Nihai ürün, kuru ağırlık bazında %52,2’lik bir protein içeriğine sahipti; bu, birçok et ürünüyle karşılaştırılabilecek düzeydeydi. Moleküler analiz, bu değişikliklerin öncelikle amino asit biyosentezi ve karbon metabolizmasında yer alan altı metabolik yolu etkilediğini ve organizmanın besin işleme sürecini temel olarak yeniden düzenlediğini ortaya çıkardı.

Dahası, gen düzenlemede yabancı madde bırakmayan “yarasız” modifikasyonlar kullanıldı. DNA düzenleyici çerçevelerin sevdiği nihai organizmada, özellikle de bu tür değişikliklerin geleneksel genetik modifikasyona göre daha az sıkı denetime tabi olduğu Amerika Birleşik Devletleri’nde.

Araştırma ekibi, farklı ülkelerdeki sekiz üretim senaryosunda, enerji şebekeleri ve tarım sistemlerindeki farklılıkları hesaba katan kapsamlı yaşam döngüsü değerlendirmeleri gerçekleştirdi. Tüm senaryolarda, genleri düzenlenmiş mikoprotein, küresel ısınma potansiyelini değiştirilmemiş versiyona kıyasla %4-61 oranında azalttı; en büyük azalmalar, daha temiz elektrik şebekelerine sahip ülkelerde meydana geldi.

Geleneksel tavuk etiyle karşılaştırıldığında, tasarlanmış mikoprotein, sera gazı emisyonları, arazi gereksinimleri, stratosferik ortamlar da dahil olmak üzere birçok kategoride daha iyi performans gösterdi. ozon tabakasının incelmesive tatlı su ötrofikasyonu.

Araştırmaya göre modifiye edilmiş bu mantar gerçekten de etkinliği nedeniyle parlıyor. Tasarlanmış versiyonu vahşi kuzeninden yaklaşık 2,24 kat daha verimlidir, dolayısıyla önemli ölçüde daha az hammaddeye, yani glikoza ihtiyaç duyar. Glikozun çoğu, küresel ısınmanın etkilerinin büyük bir kısmını oluşturan mısır ve diğer benzer mahsullerden üretildiğinden, bu mantarın daha az glikoza ihtiyacı var ve bu da tarımsal baskıyı azaltıyor.

Buna, endüstriyel ölçekte tasarlanmış mantarın, geleneksel yabani türler için saatte 14,25 kg’a kıyasla saatte 26,85 kg ürettiği (%88’lik bir artış) ve büyümek için yaklaşık %44 daha az glikoz gerektirdiği gerçeğini de ekleyin; üretim ekonomisi, bunun ete uygun bir alternatif olduğunu gösteriyor gibi görünüyor.

Ancak bu henüz erken bir model.

Mikoprotein, genel çevresel performansta hâlâ bezelye proteini gibi bitki bazlı proteinlerin gerisinde kalıyor. Fermantasyon süreci önemli miktarda enerji girdisi gerektirir ve sonuçlar büyük ölçüde elektrik kaynağına bağlıdır ve bu da bir ülkenin elektriği nasıl ürettiğine bağlı olarak değişir. Üstelik bazı ülkelerin mısır ve benzeri mahsulleri diğerlerinden daha iyi yetiştirmesi nedeniyle dünya çapında glikoz üretimi eşit değildir.

Bununla birlikte, teknolojinin gıda sürdürülebilirliği üzerindeki nihai etkisi, özellikle protein talebinin en hızlı arttığı gelişmekte olan ekonomilerde, artan et tüketimini anlamlı bir şekilde dengelemek için yeterince hızlı ölçeklenip ölçeklenemeyeceğine bağlı olacaktır.

Liu, “Bunun gibi genleri düzenlenmiş gıdalar, geleneksel tarımın çevresel maliyetleri olmadan artan gıda taleplerini karşılayabilir” diyor.