Генетично модифікований гриб: прорив у виробництві білка зі значним зменшенням екологічного сліду

Науковці з Університету Цзяннань, розташованого в місті Усі, Китай, досягли вагомих успіхів у сфері сталого виробництва білка. Вони використали технологію генного редагування CRISPR для модифікації нитчастого гриба Fusarium venenatum. Ці новаторські результати, опубліковані 19 листопада у престижному журналі Trends in Biotechnology, відкривають шлях до використання мікопротеїну як більш поживної та екологічно чистої альтернативи традиційному тваринному білку. Варто зазначити, що саме тваринництво відповідає приблизно за 14% світових викидів парникових газів.

Дослідницька команда, до якої увійшли провідний автор Сяохуей У та відповідальний автор Сяо Лю, сфокусувалася на оптимізації процесу синтезу білка та підвищенні його здатності до засвоєння організмом. Для цього були внесені цілеспрямовані генетичні зміни. Ключові маніпуляції стосувалися пригнічення двох специфічних генів. Перший – ген хітинсинтази, який відповідає за формування міцної клітинної стінки гриба. Другий – ген, що регулює піруватдекарбоксилазу, фермент, який за звичайних умов спрямовує вуглець на виробництво спирту, а не на біосинтез білка. Ці «безшовні» модифікації, які не передбачали внесення сторонньої ДНК, дозволили створити абсолютно новий штам, який отримав назву FCPD.

Лабораторні випробування нового штаму FCPD продемонстрували разючу ефективність. Порівняно з оригінальним диким штамом, FCPD здатний продукувати білок на 88% швидше. При цьому він вимагає на 44% менше цукру як сировини. Зменшення потреби у глюкозі, яка зазвичай походить із сільськогосподарських культур, значно знижує навантаження на земельні ресурси. Харчова цінність продукту також зазнала позитивних змін: індекс незамінних амінокислот зріс на 32,9%, а загальна засвоюваність білка підвищилася з 52,65% до 56,66%.

Екологічний вимір цього наукового досягнення є надзвичайно вагомим. Моделювання, що імітувало промислове виробництво обсягом один мільйон кілограмів FCPD на рік, показало, що новий штам може скоротити загальний кліматичний вплив до 61% у порівнянні з початковим процесом вирощування Fusarium venenatum. Більше того, при зіставленні з виробництвом курячого м'яса, FCPD демонструє суттєве зниження викидів парникових газів, а також мінімізує забруднення ґрунтів та водних ресурсів. Покращений штам перевершує попередній за всіма ключовими екологічними показниками, навіть у регіонах, де енергосистема значною мірою залежить від вугілля.

Ця інновація, розроблена фахівцями Університету Цзяннань, який має потужну базу досліджень у галузі харчової науки, може стати каталізатором для стрімкого зростання світового ринку мікопротеїнів. Глобальний ринок мікопротеїнів, за прогнозами, досягне позначки 1388,7 мільйона доларів США до 2035 року. Цей зростаючий попит зумовлений потребою у стійких білкових альтернативах. Успішне масштабування виробництва FCPD, зберігаючи при цьому його економічну привабливість, дозволить цьому виду білка зайняти значне місце у широкому асортименті продуктів харчування. Це дасть змогу задовольнити зростаючі світові потреби у білку, не пов'язаному з традиційним тваринництвом.