Китайские ученые с помощью генной модификации усовершенствовали грибок, широко используемый в производстве заменителей мяса. Теперь он стал еще более экологичным источником белка, чем курица, — притом что птицеводство считается одной из наименее вредных для окружающей среды отраслей животноводства.
О разработке исследователи рассказали в журнале Trends in Biotechnology. Они применили CRISPR-редактирование генов к грибку Fusarium venenatum. Это повысило эффективность его производства и снизило воздействие на окружающую среду без введения чужеродной ДНК.
«Белок из грибка» — микопротеин — по текстуре и вкусу напоминает мясо, но для его производства требуется меньше земли, он производит меньше парниковых газов и сопряжен с более низким риском загрязнения воды, чем белки животного происхождения, включая курицу.
Замена мяса
Альтернативы мясу набирают популярность, и особый интерес вызывает клеточное мясо, выращиваемое в лабораториях. Однако остаются опасения, что его крупномасштабное производство может оказать большее негативное воздействие на экологию, чем производство говядины.
«Можно сделать вывод, что эффективный синтез микопротеина дает экологические преимущества по сравнению как с животным белком, так и с культивируемым мясом», — говорится в статье.
«Спрос на качественный и экологичный пищевой белок неуклонно растет. Благодаря генной модификации нам удалось повысить питательную ценность грибка и одновременно сделать безопаснее процесс его производства», — сказал автор-корреспондент исследования Лю Сяо из Цзяннаньского университета изданию Китайской академии наук China Science Daily.
Экологический вред
По сравнению с немодифицированным штаммом, отредактированный штамм F. venenatum потребляет примерно на 44% меньше питательных веществ, при этом производя микопротеин на 88% быстрее. Это приводит к снижению потенциала глобального потепления на целых 61%.
По данным China Science Daily, производство модифицированного продукта потребует на 70% меньше земель, чем сегодня используется для выращивания кур в стране, а риск загрязнения пресной воды сократится на 78%.
Животноводство занимает около 40% мировых сельхозугодий, потребляет огромное количество пресной воды и ответственно за примерно 14,5% глобальных выбросов парниковых газов, пишут авторы: «Это бремя для экологии в сочетании с растущими проблемами продовольственной безопасности ускоряет поиск альтернативных источников белка».
Крупномасштабное производство искусственного мяса из клеточных культур, как подсчитали в Калифорнийском университете в Дэвисе, может нанести больший урон окружающей среде, чем традиционное животноводство.
Микопротеины из F. venenatum демонстрируют «особую перспективность» в качестве альтернативного белка и уже одобрены для употребления в пищу человеком в США, Европе и Австралии.
Как это делается
Стандартный метод производства предполагает ферментацию грибка в огромных биореакторах на питательной среде, содержащей сахара и сульфат аммония. Этот процесс может быть ресурсоемким, а коэффициент конверсии питательных веществ в микопротеин — низким.
Редактирование генов грибка инструментами CRISPR/Cas9 привело к более полному усвоению клеточного белка, улучшило питательную ценность и снизило количество необходимых для производства микопротеина питательных веществ.
Исследователи сравнили шесть стран с разными энергетическими балансами и подсчитали, что переход на генномодифицированный штамм может снизить воздействие на окружающую среду, включая потенциал глобального потепления, на величину от 4 до 61,3%, а экономия сахарного субстрата может превысить 40%.
Ученые также проанализировали воздействие на окружающую среду модифицированного штамма по сравнению с курицей — сельскохозяйственным животным, отличающимся одним из самых низких экологических следов.
Генно-отредактированный заменитель мяса показал более низкие выбросы парниковых газов и разрушение стратосферного озона, а также меньшее использование земли и сниженный потенциал загрязнения почвы и пресной воды.
«Эти результаты позволяют рассматривать технологию CRISPR/Cas и метаболическую инженерию как универсальный инструмент для одновременного повышения питательной ценности и снижения экологического воздействия при производстве альтернативных белков», — заключается в статье.
Сверчки, кузнечики и бургеры из лаборатории могут стать привычной пищей через 30 лет
Выращенное в лаборатории мясо сделали съедобнее, нашпиговав его сосудами
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram