Các nhà khoa học Trung Quốc dùng CRISPR tạo ra thịt thay thế từ nấm hiệu quả và dễ tiêu hóa hơn

Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Giang Nam tại Vô Tích, Trung Quốc, đã thực hiện một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực thực phẩm bền vững. Họ áp dụng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR để tinh chỉnh sâu sắc một nguồn protein có nguồn gốc từ nấm Fusarium venenatum, với mục tiêu tạo ra một giải pháp thay thế khả thi cho thịt đỏ. Động thái này xuất phát từ nhu cầu cấp thiết trên toàn cầu về các lựa chọn thực phẩm thân thiện với môi trường hơn, bởi lẽ ngành chăn nuôi truyền thống đang là một trong những tác nhân chính gây ra phát thải khí nhà kính và làm suy thoái tài nguyên đất đai. Công trình khoa học này được dẫn dắt bởi đồng tác giả Tiêu Liễu và đã được đăng tải trên tạp chí uy tín Trends in Biotechnology.

Giống nấm được cải tiến di truyền này, mang tên FCPD, thể hiện những ưu điểm vượt trội rõ rệt so với chủng nấm ban đầu. Thành tựu nổi bật nhất chính là việc giảm thiểu đáng kể hàm lượng chitin, một loại polymer cứng cấu tạo nên thành tế bào của nấm. Sự thay đổi này giúp cho protein từ FCPD trở nên dễ hấp thụ hơn rất nhiều đối với cơ thể con người so với chủng nấm tự nhiên. Hơn nữa, quá trình biến đổi đã tối ưu hóa đáng kể quá trình trao đổi chất của vi sinh vật. Cụ thể, nấm FCPD phát triển nhanh hơn 88% trong khi lại tiêu thụ ít hơn 44% lượng glucose cần thiết làm môi trường dinh dưỡng để sản xuất protein. Đáng chú ý, hàm lượng protein trong khối lượng khô của FCPD vẫn duy trì ở mức tương đương với các sản phẩm thịt, đồng thời chỉ số axit amin thiết yếu (EAAI) đã tăng thêm 32,9%.

Những đánh giá toàn diện về vòng đời sản phẩm (LCA) đã khẳng định tính ưu việt về mặt sinh thái của chủng nấm mới này. Các chuyên gia dự báo rằng việc sản xuất FCPD có thể giúp giảm thiểu 61% tiềm năng nóng lên toàn cầu khi so sánh với chủng Fusarium venenatum nguyên bản. Khi đặt lên bàn cân với quy trình sản xuất thịt gà tại Trung Quốc, loại mycoprotein FCPD chỉ cần ít hơn 70% diện tích đất đai và giảm tới 78% nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngọt. Những lợi ích môi trường tích cực này vẫn được duy trì ngay cả khi mô hình sản xuất được áp dụng tại các khu vực có hệ thống năng lượng phụ thuộc nhiều vào than đá.

Nghiên cứu đã xác nhận những cải tiến này trên quy mô công nghiệp, đặc biệt là trong các bể lên men có dung tích 5.000 lít. Các nhà khoa học, bao gồm đồng tác giả Tiêu Huệ Vũ, nhấn mạnh rằng FCPD đã giải quyết được cả hai vấn đề cốt lõi: vừa nâng cao giá trị dinh dưỡng, vừa giảm thiểu dấu chân sinh thái, điều mà các phương pháp tiếp cận trước đây chưa đạt được. Do các chỉnh sửa CRISPR/Cas9 được thực hiện là “liền mạch” và không chèn thêm bất kỳ DNA ngoại lai nào, sản phẩm này có khả năng không bị xếp vào nhóm thực phẩm biến đổi gen (GMO) truyền thống tại Hoa Kỳ, điều này có thể đẩy nhanh quá trình đưa sản phẩm ra thị trường. Phát minh này cung cấp một công cụ mạnh mẽ để giảm bớt gánh nặng cho ngành nông nghiệp trong bối cảnh nhu cầu về protein động vật dự kiến sẽ tăng gấp đôi vào năm 2050.