Ученые использовали генную пушку для введения животного белка в хлоропласты растений. Разработка открывает путь к созданию более вкусных заменителей мяса.
Возможно, наиболее эффективным решением для уменьшения воздействия человека на окружающую среду является сокращение потребления мяса. Это связано с тем, что животноводство требует выделения ценных земель под выращивание кормов, потребляет огромные объемы пресной воды и способствует глобальному потеплению за счет выбросов метана и закиси азота. Не менее важным для многих потребителей является желание предотвратить страдания животных. По этим причинам мировой рынок заменителей мяса в настоящее время оценивается в 6,7−8,1 млрд евро в год и, по прогнозам, будет расти на 8,1−12,3% ежегодно в течение следующего десятилетия.
Один из распространенных методов производства искусственного мяса — это микробная инженерия, при которой гены, кодирующие животные белки, вводятся в геном бактерий или дрожжей для массового производства в биореакторах. Но теперь ученые разработали многообещающую альтернативу, которая показывает принципиальную возможность такого подхода.
В этой работе мы показываем, что растения можно модифицировать для производства животного белка миоглобина в хлоропластах — энергетических фабриках фотосинтеза. Это может обеспечить более устойчивый способ производства важного ингредиента для растительных мясных продуктов. — доктор Алексия Грофф, исследователь из Имперского колледжа Лондона.
Миоглобин является важным компонентом сердца и скелетных мышц позвоночных, богат железом, поэтому мясо имеет металлический и умами-вкус, а связанный с ним кислород придает мясу красный цвет. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Plant Science, ученые сначала клонировали гены миоглобина свиней и крупного рогатого скота. Затем использовали «генную пушку», чтобы физически ввести копии гена в хлоропласты рассады табака и салата в лабораторных условиях. Тесты подтвердили, что некоторые рассады впоследствии интегрировали ген в короткий кольцеобразный геном своих хлоропластов. Затем растения выращивали до взрослого состояния, они цвели и давали семена, а их потомство наследовало трансген.
Для сравнения авторы также вставили этот ген в гораздо более крупный ядерный геном обоих видов растений, а также в хлоропласт одноклеточной водоросли Chlamydomonas reinhardtii.
Выяснилось, что в хлоропластах белок вырабатывается эффективнее, чем в ядре клетки: в модифицированных табаке и салате получилось около 800−810 мг миоглобина на килограмм сухого веса — это минимум втрое больше, чем при вставке гена в ядро. Хотя в настоящем мясе концентрация белка выше, выращивание таких растений все равно намного экономнее: требуется меньше воды и земли, ниже выбросы парниковых газов.
В будущем миоглобин можно будет извлекать из листьев, очищать и добавлять в растительные мясные продукты, чтобы сделать их вкуснее и привлекательнее. Есть и другой вариант: использовать сам салат как продукт, обогащенный железом.
Источник новости и фото: https://science.mail.ru/…
