Замена говядины: исследователи вырастили мясной белок в листьях салата

Золотые шарики и генная инженерия в хлоропластах

Как сообщает La Jornada, исследовательская группа под руководством Алекса Гроффа и Питера Джулиана Никсона из Имперского колледжа Лондона создала молекулярный транспорт для введения миоглобина в хлоропласты высших растений. Именно эти клеточные органеллы преобразуют солнечный свет в химическую энергию и вырабатывают собственные белки. Ученые решили использовать этот природный механизм для создания мясного белка.

Чтобы внедрить инструкцию по синтезу белка в клетки салата и табака, ученые буквально обстреляли растительные ткани крошечными золотыми шариками, покрытыми соответствующим геном. Одновременно исследователи добавили генетическую защиту от антибиотика. Благодаря такой селекции выжили исключительно те растения, которые успешно усвоили генетическую программу и начали синтез.

Авторы эксперимента подтвердили выработку белка с помощью трех тщательных проверок. Сначала они выделили растительные белки и зафиксировали полосу массой 17 килодальтонов – единицу, предложенную Джоном Дальтоном и официально утвержденную в 1993 году Международным союзом теоретической и прикладной химии. После этого исследователи использовали специфические антитела для точной идентификации, а на заключительном этапе масс-спектрометр подтвердил массу молекулы. Несмотря на дополнительную нагрузку на метаболизм, растения не испытали стресса, а синтез хлорофилла в их листьях даже увеличился.

Сложности тоже есть

Главным препятствием на пути к идеальному сочному вкусу остается наличие так называемой гем-группы. Без нее белок не способен обеспечить фирменный красный цвет и характерный вкус мяса. В ходе тестов лишь 35 процентов молекул отреагировали правильно, тогда как остальные 65 процентов синтезировались без полноценной функциональности. Как показывают данные, растения обычно используют гем для жизненно важных нужд: транспортировки кислорода, внутриклеточного дыхания, выведения оксида азота, гормонального обмена и защиты от повреждений.

К тому же в мышечной ткани крупного рогатого скота содержание миоглобина составляет от 8 100 до 11 160 миллиграммов на килограмм, что почти в 10 раз превышает достигнутые результаты в зелени. Чтобы восполнить эту разницу, ученые планируют подкармливать растения необходимыми микроэлементами или внести дополнительные изменения в геном для повышения выработки гема.

Экологический потенциал и польза для здоровья

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, традиционное животноводство ежегодно выбрасывает 3,8 миллиарда тонн углекислого газа. Крупнейший производитель красного мяса, Китай, выпускает 97,9 миллиона тонн продукта в год. Если бы фермы страны выстроить в один ряд, они бы покрыли территорию Франции, Германии и Испании, взятых вместе.

Новый метод обеспечивает людей легкоусвояемым железом без риска распространения опасных животных патогенов.

Растительные заменители мясных продуктов являются более устойчивыми и помогают снизить спрос на мясо на рынке. Заменяя продукты животного происхождения, потребители обладают огромным влиянием на сохранение земель ради биоразнообразия и улавливания углерода, прекращения выбросов парниковых газов у их источника и снижения спроса на пресную воду, необходимую для здоровых экосистем,
– прокомментировали представители Рамочной конвенции ООН об изменении климата.

Этот прорыв доказывает, что будущее пищевых технологий может полностью изменить наше представление о еде. Если исследователи успешно увеличат объемы синтеза гема, выращивание вкусных стейков прямо на вертикальных городских фермах станет вполне обыденной реальностью.