Produkcja mięsa wiąże się z ogromnymi kosztami dla środowiska - przypominają naukowcy z Imperial College London. Proces ten wymaga m.in. zużycia ogromnych ilości energii i wody. W grę wchodzi też cierpienie zwierząt, którego unikanie dla wielu osób staje się priorytetem.

Zarazem mięso to jedno z najlepszych źródeł białka dla człowieka.

Z tych powodów - zwracają uwagę autorzy nowej publikacji - wartość światowego rynku zamienników mięsa wynosi obecnie od 6,7 do 8,1 mld euro rocznie, a w ciągu najbliższej dekady ma rosnąć w tempie od 8,1 do 12,3 proc. rocznie.

Oprócz tego, że naukowcy próbują hodować tkanki przypominające prawdziwe mięso - bada się też inne metody, takie jak genetyczne modyfikowanie bakterii czy drożdży, które mogłyby wytwarzać niektóre białka zwierząt.

Brytyjski zespół badaczy na łamach magazynu „Frontiers in Plant Science” przedstawił jeszcze inną metodę.

„Wykazaliśmy, że rośliny można zmodyfikować tak, aby w swoich chloroplastach - strukturach odpowiedzialnych za pozyskiwanie energii w procesie fotosyntezy - produkowały zwierzęce białko, mioglobinę. Mogłoby to zapewnić bardziej zrównoważony sposób wytwarzania ważnego składnika roślinnych zamienników mięsa” - mówi dr Alexia Groff, współautorka publikacji.

Wspomniana mioglobina to bogate w żelazo białko (tzw. żelazo hemowe), które pomaga zaopatrywać mięśnie w tlen. To ona nadaje mięśniom czerwony kolor.

Naukowcy sklonowali geny kodujące mioglobinę świni i bydła. Następnie wprowadzili kopie tych genów do chloroplastów laboratoryjnych siewek tytoniu i sałaty. U części siewek gen został włączony do krótkiego, kolistego genomu tych komórkowych organelli. Rośliny zakwitły i wytworzyły nasiona, a ich potomstwo odziedziczyło obcy gen.

W ramach eksperymentów badacze wprowadzili ten sam gen również do znacznie większego genomu jądrowego obu gatunków roślin, a także do chloroplastu jednokomórkowego glonu Chlamydomonas reinhardtii.

Chloroplasty to jednak znacznie lepszy cel. „Ze względu na bakteryjne pochodzenie chloroplastów oraz dużą liczbę ich kopii w komórce są one zazwyczaj znacznie wydajniejsze niż jądro komórkowe w produkcji dużych ilości białka. W tym badaniu wykorzystaliśmy tytoń, ponieważ jest najlepszą rośliną modelową do rozwijania tej technologii, oraz sałatę, ponieważ jest rośliną jadalną, którą w przyszłości można byłoby wykorzystać do produkcji składników żywności” - wyjaśnia Groff.

Z precyzyjnych pomiarów wynika, że uzyskano 800 mg mioglobiny na kilogram suchej masy tytoniu i 810 mg na kilogram suchej masy sałaty. W przypadku tytoniu, u którego gen wprowadzono do genomu jądrowego, ilość ta była trzykrotnie niższa.

Dla porównania prawdziwe mięso zawiera od 8100 do 11200 mg mioglobiny na kg suchej masy.

„Mimo tego uprawa roślin jest znacznie bardziej efektywna pod względem wykorzystania zasobów niż hodowla zwierząt. W rezultacie mioglobina pozyskiwana z roślin mogłaby zapewniać z hektara ilość białka porównywalną z produkcją zwierzęcą, a potencjalnie nawet większą, przy jednocześnie znacznie mniejszym zużyciu wody i niższej emisji gazów cieplarnianych” - podkreślają naukowcy.

Wyjaśniają jednocześnie, że mioglobinę można byłoby pozyskiwać z liści i oczyszczać za pomocą przemysłowych metod oczyszczania białek. Ponieważ jest ona identyczna z mioglobiną zwierzęcą, mogłaby następnie służyć jako składnik roślinnych zamienników mięsa, poprawiając ich barwę, smak i wartość odżywczą.

„Mamy nadzieję, że jadalna sałata zmodyfikowana tak, aby wytwarzała mioglobinę, mogłaby pewnego dnia służyć również jako żywność wzbogacona w żelazo hemowe, o ile pozwolą na to przepisy” - dodaje współautorka badania dr Kyoko Morimoto, dyrektorka naukowa firmy Kyomei, start-upu biotechnologicznego z Cambridge, który częściowo sfinansował badanie.

Marek Matacz (PAP)

mat/ zan/