Грибы с отредактированными генами стали питательнее и экологичнее мяса

Изображение Fusarium venenatum. Автор: Сяо Лю

В новом исследовании, опубликованном в журнале Trends in Biotechnology, ученые использовали технологию редактирования генов CRISPR для повышения эффективности производства грибов и сокращения связанного с производством воздействия на окружающую среду до 61% — и все это без добавления чужеродной ДНК. Генетически модифицированный гриб по вкусу напоминает мясо и легче усваивается, чем его природный аналог.

«Существует популярный спрос на лучший и более устойчивый белок для пищи, — говорит автор-корреспондент Сяо Лю из Цзяннаньского университета в Уси, Китай. — Мы успешно сделали гриб не только более питательным, но и более экологически чистым, изменив его гены».

Животноводство отвечает за около 14% глобальных выбросов парниковых газов. Выращивание скота также занимает землю и требует большого количества пресной воды, которая уже находится под угрозой из-за изменения климата и влияния человека. Микробные белки, включая те, что содержатся в дрожжах и грибах, стали более устойчивой альтернативой мясу.

Среди вариантов, изученных до сих пор для микопротеина, или грибов с белком, гриб Fusarium venenatum выделяется благодаря своей естественной текстуре и вкусу, которые очень напоминают мясо. Он одобрен для использования в пищевых продуктах во многих странах, включая Великобританию, Китай и США.

Однако у Fusarium venenatum толстые клеточные стенки, которые затрудняют усвоение питательных веществ человеком. Кроме того, его производство ресурсоемко; для производства даже небольших количеств микопротеина требуется большое количество ресурсов. Споры выращиваются в гигантских металлических резервуарах, заполненных кормом на основе сахара и питательных веществ, таких как сульфат аммония.

Лю и его команда решили изучить потенциал повышения усвояемости и эффективности производства Fusarium venenatum с помощью CRISPR — без введения чужеродной ДНК в гены гриба.

Для этого они удалили два гена, связанных с ферментами хитинсинтазой и пируватдекарбоксилазой. Устранение хитинсинтазы сделало клеточную стенку гриба тоньше, что позволило большему количеству белка внутри клетки стать доступным для переваривания. Удаление гена пируватдекарбоксилазы помогло настроить метаболизм гриба так, что для производства белка ему требовалось меньше питательных веществ.

Анализы показали, что новый штамм гриба, названный FCPD, требовал на 44% меньше сахара для производства того же количества белка по сравнению с исходным штаммом и делал это на 88% быстрее.

«Многие люди думали, что выращивание микопротеина более устойчиво, но никто не задумывался о том, как снизить воздействие на окружающую среду всего производственного процесса, особенно по сравнению с другими альтернативными белковыми продуктами», — говорит первый автор Сяохуэй У из Цзяннаньского университета.

Затем исследователи рассчитали экологический след FCPD — от спор в лаборатории до инактивированных мясоподобных продуктов — в промышленном масштабе.

Они смоделировали производство FCPD в шести странах с разными энергетическими структурами — включая Финляндию, которая использует в основном возобновляемую энергию, и Китай, который в большей степени зависит от угля — и обнаружили, что FCPD оказывал меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционное производство Fusarium venenatum, независимо от местоположения.

В целом, производство FCPD приводило к снижению выбросов парниковых газов на протяжении всего жизненного цикла до 60%.

Команда также исследовала влияние производства FCPD по сравнению с ресурсами, необходимыми для производства животного белка. При сравнении с производством курицы в Китае они обнаружили, что миопротеин из FCPD требует на 70% меньше земли и снижает риск загрязнения пресной воды на 78%.

«Продукты с отредактированными генами, подобные этому, могут удовлетворить растущие потребности в пище без экологических издержек традиционного сельского хозяйства», — говорит Лю.

Больше информации: Dual enhancement of mycoprotein nutrition and sustainability via CRISPR-mediated metabolic engineering of Fusarium venenatum, Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.09.016

Источник: Cell Press