قارچی که انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد و طعم گوشت دارد

به گزارش ایسنا، یک مطالعه جدید گزارش می‌دهد که دانشمندان با استفاده از ابزار ویرایش ژن کریسپر، کارایی تولید پروتئین توسط یک قارچ را بهبود بخشیده و در عین حال ردپای محیطی آن را تا ۶۱ درصد کاهش داده‌اند و همه این‌ها بدون وارد کردن دی‌ان‌ای خارجی انجام شد. قارچ اصلاح‌شده طعمی شبیه گوشت دارد و برای انسان راحت‌تر از گونه طبیعی قابل هضم است.

به نقل از اس‌اف، شیاو لیو، نویسنده مسئول از دانشگاه جیانگان در ووکسی، چین می‌گوید: تقاضای عمومی برای پروتئین بهتر و پایدارتر برای غذا وجود دارد و ما موفق شدیم یک قارچ را با تغییر ژن‌های آن نه تنها مغذی‌تر بلکه دوستدار محیط زیست کنیم.

پروتئین پایدار و نیاز به جایگزین‌ها

کشاورزی حیوانی حدود ۱۴ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای جهانی را تشکیل می‌دهد. همچنین نیازمند مقادیر زیادی زمین و آب شیرین است، که هر دو به دلیل تغییرات اقلیمی و فعالیت انسانی تحت فشار قرار دارند. به دلیل این چالش‌ها، پروتئین‌های میکروبی موجود در مخمر و قارچ‌ها به عنوان جایگزین‌هایی برای گوشت توجه زیادی جلب کرده‌اند.

در میان منابع مختلف مایکوپروتئین که تاکنون مطالعه شده‌اند، قارچ فوزاریوم ونناتوم (Fusarium venenatum) به دلیل طعم و بافت طبیعی که شباهت نزدیکی به گوشت دارد، به گزینه‌ای قابل توجه تبدیل شده است. این قارچ در چند منطقه از جمله بریتانیا، چین و ایالات متحده برای مصرف انسانی تایید شده است.

چرا فوزاریوم ونناتوم نیاز به بهبود داشت؟

این قارچ با وجود مزایایی که دار، دیواره‌های سلولی ضخیمی دارد که هضم آن توسط انسان را سخت می‌کند. تولید آن نیز منابع زیادی می‌طلبد. حتی تولید مقادیر متوسط از مایکروپروتئین نیازمند ورودی‌های قابل توجهی است و اسپورهای آن باید در مخازن بزرگ فلزی با خوراک غنی از شکر و مواد مغذی اضافی مانند سولفات آمونیوم پرورش داده شوند. لیو و همکارانش خواستند بررسی کنند آیا کریسپر می‌تواند این قارچ را راحت‌ هضم‌تر و پرورش آن را کارآمدتر کند، بدون اینکه دی‌ان‌ای خارجی به آن وارد شود یا خیر.

اصلاحات ژنی کلیدی برای افزایش کارایی

برای بررسی این روش، پژوهشگران دو ژن مرتبط با آنزیم‌های کیتین سنتاز و پیرووات دکربوکسیلاز را حذف کردند. حذف ژن کیتین سنتاز باعث شد دیواره سلولی نازک‌تر شود و پروتئین داخلی برای هضم راحت‌تر در دسترس باشد. حذف ژن پیرووات دکربوکسیلاز متابولیسم قارچ را بهینه کرد و میزان مواد مغذی مورد نیاز برای تولید پروتئین را کاهش داد.

تحلیل‌ها نشان داد که گونه اصلاح‌شده، که FCPD نام گرفته است، ۴۴ درصد قند کمتری برای تولید همان مقدار پروتئین نسبت به گونه اصلی استفاده می‌کند و این کار را ۸۸ درصد سریع‌تر انجام می‌دهد. بسیاری از افراد فکر می‌کردند پرورش مایکروپروتئین پایدارتر است، اما هیچ‌کس واقعا به کاهش اثرات محیطی کل فرآیند تولید، به ویژه در مقایسه با دیگر محصولات پروتئینی جایگزین، فکر نکرده بود.

ردپای چرخه زندگی و مقایسه جهانی

گروه پژوهشی سپس اثرات محیطی FCPD را در تمام چرخه زندگی آن، از اسپور آزمایشگاهی تا محصولات شبیه گوشت غیرفعال‌شده در مقیاس صنعتی، ارزیابی کردند. آن‌ها تولید در ۶ کشور با سیستم‌های انرژی متفاوت از جمله فنلاند که عمدتا به انرژی تجدیدپذیر وابسته است، مدل‌سازی کردند. همچنین بررسی در چین که بیشتر به زغال سنگ متکی است، انجام شد. در همه سناریوها، FCPD اثرات محیطی کمتری نسبت به گونه اصلی سنتی داشت. در تمام چرخه زندگی، تولید FCPD انتشار گازهای گلخانه‌ای تا ۶۰ درصد کاهش یافت.

مقایسه FCPD با پروتئین حیوانی

پژوهشگران همچنین اثرات تولید FCPD را با اثرات مرتبط با پرورش حیوانات برای غذا مقایسه کردند. در مقایسه با تولید مرغ در چین، FCPD ۷۰ درصد زمین کمتری نیاز داشت و آلودگی بالقوه آب شیرین را ۷۸ درصد کاهش داد. غذاهای ویرایش‌شده ژنتیکی مانند این می‌توانند تقاضای رو به رشد غذایی را بدون هزینه‌های محیطی کشاورزی سنتی برآورده کنند.