Genetycznie Modyfikowany Grzyb Zwiększa Produktywność Białka i Obniża Ślad Ekologiczny

Naukowcy z Uniwersytetu Jiangnan w Wuxi w Chinach ogłosili znaczący przełom w dziedzinie zrównoważonej produkcji białka. Wykorzystując technologię edycji genomu CRISPR, zmodyfikowali oni grzyb nitkowaty Fusarium venenatum. Odkrycia te, opublikowane 19 listopada w czasopiśmie Trends in Biotechnology, wskazują na ogromny potencjał tego mykoproteinu jako bardziej odżywczej i przyjaznej dla środowiska alternatywy dla tradycyjnego białka zwierzęcego. Należy pamiętać, że produkcja białka zwierzęcego odpowiada za około 14% globalnej emisji gazów cieplarnianych, co czyni poszukiwanie alternatyw pilnym zadaniem.

Zespół badawczy, w skład którego wchodzili główny autor Xiaohui Wu oraz autor korespondencyjny Xiao Liu, skupił swoje wysiłki na optymalizacji syntezy białka oraz poprawie jego przyswajalności poprzez precyzyjną edycję genetyczną. Kluczowe modyfikacje genetyczne miały na celu wyciszenie dwóch specyficznych genów. Pierwszym był gen kodujący chitynazo-syntazę, enzym odpowiedzialny za tworzenie sztywnej ściany komórkowej grzyba. Drugim celem było uregulowanie działania pirogronianodehydrogenazy, enzymu, który przekierowuje węgiel na produkcję alkoholu zamiast na syntezę pożądanego białka. Te „bezszwowe” modyfikacje, które nie wprowadzały obcej dla organizmu DNA, doprowadziły do powstania nowego szczepu, nazwanego FCPD.

Przeprowadzone testy laboratoryjne nowego szczepu FCPD wykazały imponującą poprawę wydajności. W porównaniu do oryginalnego, dzikiego szczepu, FCPD jest w stanie wytwarzać białko o 88% szybciej, zużywając przy tym o 44% mniej cukru jako surowca. Redukcja zapotrzebowania na glukozę, która często pochodzi z upraw rolnych, znacząco zmniejsza obciążenie zasobów gruntowych. Wzrosła również wartość odżywcza: wskaźnik niezbędnych aminokwasów podniósł się o 32,9%, a ogólna przyswajalność białka wzrosła z 52,65% do 56,66%. To wyraźny krok naprzód w kierunku bardziej efektywnego wykorzystania substratów.

Ekologiczny wymiar tego osiągnięcia jest nie do przecenienia. Modelowanie symulujące roczną produkcję miliona kilogramów białka FCPD wykazało, że nowy szczep jest w stanie zredukować całkowity wpływ na klimat nawet o 61% w stosunku do pierwotnego procesu produkcji Fusarium venenatum. Co więcej, w zestawieniu z produkcją mięsa z kurczaka, FCPD oferuje znaczące zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, a także ogranicza zanieczyszczenie gruntów i wód. Warto podkreślić, że ulepszony szczep przewyższa stary pod względem wszystkich mierzalnych wskaźników środowiskowych, nawet w scenariuszach energetycznych opartych w dużej mierze na paliwach kopalnych.

Innowacja wprowadzona przez Uniwersytet Jiangnan, placówkę znaną z zaawansowanych badań nad naukami o żywności, ma potencjał, by znacząco przyspieszyć rozwój globalnego rynku mykoprotein. Przewiduje się, że światowy rynek mykoprotein osiągnie wartość 1388,7 miliona dolarów amerykańskich do roku 2035, a już teraz obserwuje się stały wzrost popytu na ekologiczne alternatywy białkowe. Umożliwienie masowej produkcji FCPD przy jednoczesnym zachowaniu konkurencyjności kosztowej pozwoli temu białku na wejście do szerokiej gamy produktów spożywczych. Tym samym odpowiedź na rosnące globalne zapotrzebowanie na białko, niezwiązane z tradycyjnym rolnictwem, staje się realna.