Как генная инженерия меняет то, что мы едим?

Достижения в области биотехнологий меняют производство продуктов питания, причем ключевую роль играют грибы.

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.

Как генная инженерия меняет то, что мы едим?

Источник: Marilyn Sargent/Berkeley Lab.

Чашка Петри слева содержит естественную плесень коджи, тогда как та, что справа, была спроектирована так, чтобы содержать более высокие уровни питательного вещества, называемого эрготионеином, и больше гема — молекулы на основе железа, обнаруженной во многих организмах.

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.

Как генная инженерия меняет то, что мы едим?

Источник: Vayu Hill-Maini.

Небольшие котлеты из плесени коджи после жарки.

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.

Читайте также

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

Ученые нашли минерал-хранилище древней воды у земного ядра

Ученые нашли минерал-хранилище древней воды у земного ядра

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

Audi представила самый экономичный электромобиль в своей истории с запасом хода до 646 км

Audi представила самый экономичный электромобиль в своей истории с запасом хода до 646 км