Genetisch Gemodificeerde Schimmel Verhoogt Eiwitproductie en Verlaagt Ecologische Voetafdruk Drastisch

Wetenschappers van de Universiteit van Jiangnan in Wuxi, China, hebben een baanbrekende stap gezet in de richting van duurzame eiwitproductie. Door gebruik te maken van CRISPR-genoomeditatietechnologie hebben zij de draadvormige schimmel Fusarium venenatum aangepast. De bevindingen, gepubliceerd op 19 november in het tijdschrift Trends in Biotechnology, onderstrepen het potentieel van dit mycoproteïne als een voedzamere en milieuvriendelijkere vervanging voor conventioneel dierlijk eiwit. Dit is cruciaal, aangezien de veehouderij verantwoordelijk is voor circa 14% van de wereldwijde broeikasgasemissies.

Het onderzoeksteam, onder leiding van hoofdauteur Xiaohui Wu en corresponderende auteur Xiao Liu, richtte zich op het optimaliseren van de eiwitsynthese en het verbeteren van de biologische beschikbaarheid via gerichte genoommodificatie. De kern van de ingreep betrof het uitschakelen van twee specifieke genen. Ten eerste werd het gen voor chitine-synthase gemuteerd, een enzym dat essentieel is voor de vorming van de stevige celwand van de schimmel. Ten tweede werd de regulatie van pyruvaatdecarboxylase aangepast. Dit enzym stuurt koolstof normaal gesproken naar alcoholproductie in plaats van naar de gewenste eiwitsynthese. Deze 'naadloze' aanpassingen, waarbij geen vreemd DNA werd geïntroduceerd, resulteerden in de ontwikkeling van een nieuw, geoptimaliseerd stam, aangeduid als FCPD.

De prestaties van de FCPD-stam overtreffen die van de oorspronkelijke wilde stam aanzienlijk, zo bleek uit laboratoriumtests. De nieuwe schimmel produceert eiwit maar liefst 88% sneller, terwijl het tegelijkertijd 44% minder suiker als voedingsbron verbruikt. Deze reductie in de behoefte aan glucose, vaak afkomstig van landbouwgewassen, vermindert de druk op de beschikbare landbouwgrond. Ook de voedingswaarde is verbeterd: de score op essentiële aminozuren steeg met 32,9%, en de algemene eiwitvertering verbeterde van 52,65% naar 56,66%.

De ecologische implicaties van deze wetenschappelijke doorbraak zijn niet te onderschatten. Wanneer de jaarlijkse productie van FCPD wordt gesimuleerd op een industriële schaal van één miljoen kilogram, blijkt dat de nieuwe stam de totale klimaatimpact met wel 61% reduceert ten opzichte van de oorspronkelijke Fusarium venenatum-productie. In vergelijking met de productie van kippenvlees toont FCPD een substantiële daling in broeikasgasuitstoot, alsook een vermindering van zowel land- als watervervuiling. Zelfs wanneer de energievoorziening sterk afhankelijk is van fossiele brandstoffen, presteert de verbeterde stam op alle meetbare milieuparameters beter dan het oudere proces.

Deze innovatie van de Universiteit van Jiangnan, die bekend staat om haar expertise in voedingswetenschappen, kan de groei van de wereldwijde mycoproteïnemarkt een flinke impuls geven. De markt voor mycoproteïnen zal naar verwachting tegen 2035 een waarde van 1.388,7 miljoen Amerikaanse dollar bereiken, gedreven door de toenemende vraag naar duurzame eiwitbronnen. Door de productie van FCPD op te schalen tegen concurrerende kosten, kan deze schimmel een prominente plaats innemen in een breed scala aan voedingsproducten. Dit biedt een antwoord op de groeiende wereldwijde behoefte aan eiwitten die niet afhankelijk zijn van traditionele veeteeltmethoden.