Πλέον υπάρχει μαρούλι και φυτό καπνού με μυοσφαιρίνη, όμοια με αυτή που υπάρχει στο κόκκινο κρέας. Με την έρευνα αυτή ανοίγει ο δρόμος για την καλλιέργεια λαχανικών με τις ιδιότητες του κρέατος, χωρίς το περιβαλλοντικό κόστος της κτηνοτροφίας.
Το κατά πόσο θα έχει και γεύση κρέας όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες είναι άλλη… ιστορία. Επίσης, κατά πόσο οι χορτοφάγοι (σ.σ vegan και vegetarian) θα ήθελαν να εντάξουν ένα τέτοιο λαχανικό στη διατροφή τους επίσης… αλλούνου παπά ευαγγέλιο.
Κι όμως…τα κατάφεραν
Λαχανικά που περιέχουν πρωτεΐνη κρέατος αποτελούν πλέον… πραγματικότητα χάρη σε νέα επιστημονική έρευνα. Για πρώτη φορά, επιστήμονες κατάφεραν να αναπτύξουν μόνιμα τη μυοσφαιρίνη – την πρωτεΐνη που χαρίζει στο κρέας το κόκκινό του χρώμα, τη μεταλλική γεύση και τον απορροφήσιμο σίδηρο – μέσα στα κύτταρα μαρουλιού.
Η μυοσφαιρίνη διαδραματίζει κομβικό ρόλο στη γεύση και την εμφάνιση του κρέατος. Είναι υπεύθυνη για το κόκκινο χρώμα του βοδινού, συμβάλλει στη χαρακτηριστική πλούσια γεύση και παρέχει σίδηρο που ο ανθρώπινος οργανισμός απορροφά ευκολότερα σε σύγκριση με τον σίδηρο από σπανάκι ή φασόλια.
Εταιρείες όπως η Impossible Foods έχουν ήδη αξιοποιήσει σχετικές πρωτεΐνες στα φυτικά μπιφτέκια τους, ωστόσο η βιώσιμη παραγωγή μυοσφαιρίνης σε μεγάλη κλίμακα παραμένει πρόκληση. Οι υπάρχουσες μέθοδοι βασίζονται σε βακτήρια ή ζυμομύκητες που καλλιεργούνται σε ενεργοβόρες βιομηχανικές δεξαμενές, γεγονός που περιορίζει την πρακτική εφαρμογή της τεχνολογίας.
Η νέα έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Frontiers in Plant Science και υλοποιήθηκε από επιστήμονες του Imperial College London και της βιοτεχνολογικής εταιρείας Kyomei Ltd., προτείνει μια εναλλακτική προσέγγιση: την ενσωμάτωση της πρωτεΐνης απευθείας στο πράσινο «εργοστάσιο» των φυτών.
Πώς το έκαναν
Η ερευνητική ομάδα τροποποίησε το γενετικό υλικό των χλωροπλαστών, δηλαδή των οργανιδίων που μετατρέπουν το φως σε ενέργεια. Οι χλωροπλάστες έχουν ξεχωριστό DNA, στο οποίο μπορούν να εισαχθούν νέα γονίδια, οδηγώντας σε υψηλότερα επίπεδα παραγωγής της επιθυμητής πρωτεΐνης, αφού κάθε κύτταρο φυτού περιέχει πολλούς χλωροπλάστες με αντίγραφα των νέων οδηγιών.
Στο πείραμα, το γονίδιο για τη μυοσφαιρίνη του χοίρου εισήχθη σε καπνό και μαρούλι, ενώ ως σύγκριση χρησιμοποιήθηκε και το γονίδιο της βοοειδούς *μυοσφαιρίνης σε ένα μονοκύτταρο άλγος. Ο καπνός χρησιμοποιείται ευρέως στην έρευνα λόγω της ταχείας ανάπτυξης και της ικανότητάς του να συσσωρεύει πρωτεΐνες, ενώ το μαρούλι είναι εδώ σημαντικό διότι αποτελεί βρώσιμο τρόφιμο.
Πόσο πρωτεΐνη είχαν τα φυτά που δημιούγησαν οι επιστήμονες
Τα μετασχηματισμένα φυτά καλλιεργήθηκαν υπό ελεγχόμενες συνθήκες και εξετάστηκαν για να επιβεβαιωθεί ότι η μυοσφαιρίνη παράγεται σταθερά και με αυθεντικά χαρακτηριστικά. Στον καπνό, η μυοσφαιρίνη αντιστοιχούσε στο 2,7% της συνολικής διαλυτής πρωτεΐνης, ενώ στο μαρούλι έφτανε το 1,5%. Αυτό μεταφράζεται σε περίπου 94 mg ανά κιλό φρέσκων φύλλων καπνού και 48 mg ανά κιλό φρέσκου μαρουλιού.
Για σύγκριση, ο μυϊκός ιστός των ζώων περιέχει πολύ περισσότερη μυοσφαιρίνη – από 8.000 έως 11.000 mg ανά κιλό ξηρού ιστού. Ωστόσο, οι ερευνητές επισημαίνουν πως η γεωργία φυτών είναι πολύ πιο αποδοτική σε πόρους από την κτηνοτροφία, κάτι που θα μπορούσε να καταστήσει την απόδοση πρωτεΐνης ανά στρέμμα συγκρίσιμη με εκείνη των ζώων σε βάθος χρόνου και με χαμηλότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
Ανάμεσα στους οργανισμούς που δοκιμάστηκαν, το μονοκύτταρο φύκι είχε τις χαμηλότερες επιδόσεις, ενώ τόσο ο καπνός όσο και το μαρούλι ξεπέρασαν τις κλασικές μεθόδους γενετικής τροποποίησης που εισάγουν γονίδια στο βασικό DNA του φυτού.
Οι προκλήσεις και επόμενα βήματα
Η συσσώρευση της πρωτεΐνης είναι ένα βήμα, αλλά η σύνδεσή της με το μόριο αίμης – το οποίο προσδίδει το χρώμα και τις ιδιότητες του κρέατος – αποτελεί διαφορετική πρόκληση. Μόνο το 35% της μυοσφαιρίνης που παρήχθη στα φυτά είχε «σωστά» συνδεδεμένη αίμη, έναντι 80% σε αντίστοιχη παραγωγή σε βακτήρια. Αυτό το έλλειμμα αναμένεται να επηρεάσει το χρώμα, τη γεύση και τη διατροφική αξία της πρωτεΐνης έως ότου βελτιωθεί.
Παρά τη μερική παρουσία αίμης, η παραγωγή μυοσφαιρίνης δεν επηρέασε σημαντικά τη φωτοσύνθεση του φυτού. Οι βασικοί δείκτες αποδοτικότητας παρέμειναν παρόμοιοι ανάμεσα στα μετασχηματισμένα και τα ελεγχόμενα φυτά.
Απαιτείται επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων
Το μαρούλι αποτελεί το πιο εντυπωσιακό εύρημα της μελέτης, καθώς είναι βρώσιμο φυτό. Τα βιοχημικά πειράματα πραγματοποιήθηκαν κυρίως στον καπνό, όμως η περίπτωση του μαρουλιού αποδεικνύει ότι η σταθερή παραγωγή ζωικής πρωτεΐνης σε τρόφιμο είναι εφικτή. Φυτά που συσσωρεύουν λειτουργικές ζωικές πρωτεΐνες θα μπορούσαν, θεωρητικά, να ενταχθούν σε τρόφιμα με λιγότερη επεξεργασία σε σχέση με τις έως τώρα τεχνικές παραγωγής.
Η ρυθμιστική αντιμετώπιση τέτοιων φυτών με ζωικές πρωτεΐνες βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη παγκοσμίως. Επιπλέον, η ανάλυση έγινε σε μία μόνο ανεξάρτητη γενετική γραμμή ανά είδος, οπότε απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για πλήρη επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων και αξιολόγηση των αντιδράσεων του μαρουλιού στην παραγωγή της ξένης πρωτεΐνης.
Η αύξηση της διαθεσιμότητας αίμης στα φυτά, είτε μέσω γενετικής τροποποίησης είτε με άλλες τεχνικές, αποτελεί επόμενο στόχο. Απαραίτητες κρίνονται και μελλοντικές δοκιμές της γεύσης, του χρώματος και της διατροφικής απόδοσης της φυτικής πρωτεΐνης σε πραγματικά τρόφιμα, ώστε να διαπιστωθεί η εμπορική της αξία.
Η κτηνοτροφία συμβάλλει σημαντικά στις παγκόσμιες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, στην κατανάλωση γης και νερού. Φυτικές πρωτεΐνες με ιδιότητες κρέατος θα μπορούσαν να αποτελέσουν ένα σημαντικό εργαλείο για τη μείωση αυτού του αποτυπώματος. Η παραγωγή μυοσφαιρίνης σε μαρούλι δεν λύνει το πρόβλημα άμεσα, αλλά συνιστά ένα ουσιαστικό βήμα προς μια νέα κατεύθυνση.
Οι περιορισμοί της μελέτης
Αξίζει να σημειωθεί όπως αναφέρουν οι συγγραφείς, ότι οι λεπτομερείς φυσιολογικές αναλύσεις, συμπεριλαμβανομένων των μετρήσεων φωτοσύνθεσης και της ποσοτικοποίησης της αίμης, έγιναν μόνο στον καπνό και όχι στο μαρούλι. Επίσης, επειδή αναλύθηκε μόνο μία ανεξάρτητη γενετική γραμμή ανά είδος, δεν μπορεί να αποκλειστεί η επίδραση της μετατροπής ή της αναγέννησης των φυτών στα αποτελέσματα.
Η μέθοδος μέτρησης της πρωτεΐνης μπορεί να επηρεάζεται από τη διαθεσιμότητα της πρωτεΐνης στο αντίσωμα, επομένως τα ποσοστά συσσώρευσης θεωρούνται κατά προσέγγιση. Χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές εκδοχές μυοσφαιρίνης ανά είδος, γεγονός που περιορίζει την άμεση σύγκριση μεταξύ των φυτών και των φυκιών. Η φόρτιση με αίμη ήταν σημαντικά χαμηλότερη στα φυτά σε σχέση με τα βακτήρια, κάτι που οι ερευνητές αναγνωρίζουν ως βασικό εμπόδιο που απαιτεί περαιτέρω μελέτη.
Τέλος, οικονομική ανάλυση για την εμπορική βιωσιμότητα της παραγωγής δεν συμπεριλήφθηκε στη μελέτη.
Από που πήραν λεφτά για τη χρηματοδότηση της έρευνας
Η εργασία χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από το Center for International Cooperation and Disciplinary Innovation for Water Basin Carbon Neutrality. Υπήρξε επίσης μερική χρηματοδότηση διδακτορικών σπουδών από την Kyomei Ltd. και το Engineering and Physical Sciences Research Council Centre for Doctoral Training in BioDesign Engineering. Δύο από τους συγγραφείς εργάζονται στην Kyomei Ltd., ενώ ένας συγγραφέας ήταν μέλος της συντακτικής επιτροπής του περιοδικού κατά την υποβολή, χωρίς όμως να επηρεαστεί η διαδικασία αξιολόγησης, σύμφωνα με τους ίδιους.
Πηγή: studyfinds.com
*Η μυοσφαιρίνη είναι μια σχετικά μικρού μοριακού μήκους πρωτεΐνη που αποτελείται από μια πολυπεπτιδική αλυσίδα 153 αμινοξέων. Στο μόριο της περιέχει σίδηρο (Fe) και την προσθετική ομάδα της αίμης παρόμοια με αυτή της αιμοσφαιρίνης.
Πηγή: tanea.gr
