Учитывая, что на рынке уже существуют молочные продукты, не содержащие животных, и убедительные вегетарианские заменители мяса, становится очевидным, как биотехнология может изменить пищевую промышленность. Достижения в области генной инженерии позволяют использовать микроорганизмы для производства продуктов, не подвергающихся жестокому обращению, полезных для потребителей и более экологически чистых.
Одним из наиболее перспективных источников инновационных продуктов питания являются грибы – разнообразное царство организмов, которые естественным образом производят огромный спектр вкусных и питательных белков, жиров, антиоксидантов и ароматических молекул. Шеф-повар, превратившийся в биоинженера, Вай Хилл-Майни, член отдела биологических наук Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Лаборатория Беркли), исследует множество возможностей создания новых вкусов и текстур, используя генетическую модификацию уже существующих в грибах генов.
В своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications , Хилл-Майни и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли, Объединенного института биоэнергетики и Центра биоустойчивости Фонда Ново Нордиск, изучили многоклеточный гриб, известный как Aspergillus oryzae, или плесень кудзи, который уже веками используется в Восточной Азии для ферментации крахмала, производства саке, соевого соуса и мисо. Сначала команда использовала технологию редактирования генов CRISPR-Cas9 для создания системы, способной вносить последовательные и повторяемые изменения в геном плесени кудзи. Затем, применив свою систему, они внесли изменения, увеличивающие производство плесенью гема – молекулы на основе железа, которая придает мясу его характерный вкус и цвет. После этого они также увеличили производство эрготионеина, антиоксиданта, способствующего здоровью сердечно-сосудистой системы, обнаруженного только в грибах.
После этих изменений грибы, которые раньше были белыми, стали красными. После минимальной обработки – удаления лишней влаги и измельчения – получившимся грибам придавали форму котлеты, которые затем обжаривались, создавая аппетитные бургеры.
Следующим шагом для Хилл-Майни станет улучшение текстуры грибов, настраивая гены, контролирующие их структуру. Он считает, что существует много возможностей для исследования текстуры, изменяя форму и структуру волокон клеток грибов. Он также планирует работать над улучшением липидного состава для придания более приятного вкуса и улучшения питательных характеристик.
Хотя это только начало пути к использованию геномов грибов для создания новых продуктов питания, это демонстрирует огромный потенциал этих организмов в качестве источников белка, которые легко выращивать и которые позволяют избежать сложных списков ингредиентов современных заменителей мяса. Кроме того, разработанный набор инструментов для редактирования генов представляет собой значительный прогресс для области синтетической биологии в целом.
Сегодня большое количество биопродуктов уже производится с использованием модифицированных бактерий и дрожжей, одноклеточных родственников грибов и плесени. Тем не менее, многоклеточные грибы еще не используются в качестве инженерных клеточных фабрик в такой же степени, поскольку их геномы более сложны и имеют адаптации, которые затрудняют редактирование генов. Разработанный набор инструментов CRISPR-Cas9 закладывает основу для легкого редактирования генов плесени кудзи и ее родственников.
Взяв за основу свой опыт в кулинарии, Хилл-Майни стремится к созданию продуктов на основе грибов, которые будут не только вкусными, но и действительно желанными для потребителей. Он также исследует кулинарные возможности других многоклеточных грибов в партнерстве с рестораном Alchemist в Копенгагене, чтобы использовать их в качестве ингредиентов для новых блюд.
