במחקר חדש שפורסם ב-19 בנובמבר בכתב העת Cell Press מגמות בביוטכנולוגיהחוקרים השתמשו בטכנולוגיה לעריכת גנים בשם CRISPR כדי להגביר את יעילות הייצור של פטרייה ולצמצם את ההשפעה הסביבתית הקשורה לייצור בשיעור של עד 61% – הכל מבלי להוסיף שום DNA זר. הפטרייה המעובדת גנטית היא בטעם בשר והיא קלה יותר לעיכול מאשר מקבילתה המופיעה באופן טבעי.
קיימת דרישה עממית לחלבון טוב ובר קיימא יותר למזון. בהצלחה הפכנו פטרייה לא רק למזינה יותר אלא גם ידידותית יותר לסביבה על ידי כוונון הגנים שלה".
Xiao Liu, סופר מקביל, אוניברסיטת Jiangnan, Wuxi, סין
חקלאות בעלי חיים אחראית לכ-14% מפליטת גזי החממה העולמית. גם גידול בעלי חיים תופס קרקע ודורש כמות גדולה של מים מתוקים, שכבר נמצאים בסיכון בגלל שינויי האקלים והשפעת האדם. חלבונים מיקרוביאליים, כולל אלו המצויים בשמרים ופטריות, הופיעו כחלופה בת קיימא יותר לבשר.
בין האפשרויות שנבדקו עד כה עבור mycoprotein, או פטריות עם חלבון, הפטרייה Fusarium venenatum בולט בגלל המרקם והטעם הטבעיים שלו, הדומים מאוד לאלו של בשר. הוא אושר לשימוש במזון במדינות רבות, כולל בריטניה, סין וארצות הברית.
עם זאת, ל- Fusarium venenatum יש דפנות תאים עבות שמקשות על העיכול של החומרים המזינים שלו. כמו כן, זה עתיר משאבים; ייצור אפילו כמויות קטנות של mycoprotein דורש כמות גדולה של הכנסה של משאבים. הנבגים גדלים במיכלי מתכת ענקיים מלאים בחומר הזנה עשוי סוכר וחומרי הזנה כמו אמוניום גופרתי.
ליו והצוות שלו יצאו לחקור את הפוטנציאל של חיזוק Fusarium venenatumהעיכול ויעילות הייצור של CRISPR-ללא הכנסת DNA זר לגנים הפטרייתיים.
כדי לעשות זאת, הם הסירו שני גנים הקשורים לאנזימים כיטין סינתאז ופירובאט דקרבוקסילאז. ביטול הסינתאז של הכיטין הפך את דופן התא הפטרייתי לדליל יותר, מה שאיפשר ליותר חלבון בתוך התא להפוך זמין לעיכול. הוצאת הגן pyruvate decarboxylase עזרה לכוונן עדין את חילוף החומרים של הפטרייה כך שנדרש פחות קלט תזונתי כדי לייצר חלבון.
ניתוחים הראו שזן הפטרייתי החדש, שזכה לכינוי FCPD, דרש 44% פחות סוכר כדי לייצר את אותה כמות חלבון בהשוואה לזן המקורי ועשה זאת ב-88% מהר יותר.
"הרבה אנשים חשבו שגידול מיקופרוטאינים הוא בר-קיימא יותר, אבל אף אחד לא באמת שקל איך להפחית את ההשפעה הסביבתית של תהליך הייצור כולו, במיוחד בהשוואה למוצרי חלבון אלטרנטיביים אחרים", אומר המחבר הראשון, Xiaohui Wu מאוניברסיטת Jiangnan.
לאחר מכן חישבו החוקרים את טביעת הרגל הסביבתית של FCPD, מנבגים במעבדה ועד למוצרים דמויי בשר מומתים, בקנה מידה תעשייתי. הם דימו ייצור FCPD בשש מדינות עם מבני אנרגיה שונים – כולל פינלנד, שמשתמשת בעיקר באנרגיה מתחדשת, וסין, שנשענת יותר על פחם – וגילו של-FCPD הייתה השפעה סביבתית נמוכה יותר מאשר מסורתית Fusarium venenatum הייצור עשה זאת, ללא קשר למיקום. בסך הכל, ייצור FCPD הביא לפליטות של עד 60% פחות גזי חממה במשך כל מחזור החיים שלו.
הצוות גם חקר את ההשפעה של ייצור FCPD בהשוואה למשאבים הנדרשים לייצור חלבון מן החי. בהשוואה לייצור עוף בסין, הם מצאו כי מיופרוטאינים מ-FCPD דורש 70% פחות קרקע ומפחית את הסיכון לזיהום מים מתוקים ב-78%.
"מזונות ערוכים גנטיים כמו זה יכולים לעמוד בדרישות המזון הגדלות ללא העלויות הסביבתיות של חקלאות קונבנציונלית", אומר ליו.
