Fusarium venenatum: ученые создали новый гриб, производящий на 88% больше белка

Геномная инженерия Fusarium venenatum: перспективы создания высокоэффективного микопротеина с использованием технологии CRISPR

В последние годы наблюдается значительный прогресс в области разработки альтернативных источников белка, особенно в контексте растущих экологических и климатических вызовов. Исследователи из Университета Цзяннань представили результаты геномной модификации гриба Fusarium venenatum, широко используемого в производстве микопротеина Quorn. С помощью технологии CRISPR-Cas9 ученым удалось удалить два ключевых гена, что привело к существенному улучшению питательных и экологических характеристик продукта.

Модификация первого гена значительно повысила продуктивность гриба, увеличив синтез белка на 88% при одновременном снижении потребления питательных субстратов на 44%. Это стало возможным благодаря оптимизации метаболических путей, ответственных за биосинтез аминокислот. Удаление второго гена, кодирующего ферменты синтеза хитина, существенно улучшило перевариваемость клеточных стенок гриба, что повысило биодоступность белка.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Trends in Biotechnology, подчеркивают значительный потенциал геномной инженерии в создании устойчивых и высокоэффективных источников белка. Ведущий автор работы, Сяо Лю, отметил, что модификация генома Fusarium venenatum не только улучшила питательные свойства продукта, но и снизила его экологическую нагрузку.

Андре Дамасио, микробиолог из Государственного университета Кампинаса и научный консультант стартапа UpDairy, высоко оценил достигнутые результаты, подчеркнув их значение для снижения стоимости микопротеина и повышения его конкурентоспособности на рынке.

Эксперты по климатической политике отмечают, что сокращение потребления мяса является важной стратегией для смягчения последствий изменения климата. Микопротеин, получаемый из Fusarium venenatum, представляет собой перспективную альтернативу животному белку, обладая высоким содержанием белка и клетчатки.

Fusarium venenatum является одним из наиболее изученных и коммерчески успешных мицелиальных грибов, используемых для производства белковых продуктов. Впервые выведенный в Великобритании в конце 1960-х годов, этот гриб был адаптирован для промышленного культивирования на сахаре и азоте. Полученный микопротеин, известный под торговой маркой Quorn, был одобрен для коммерческого использования в Великобритании еще в 1980-х годах.

Компания Quorn успешно внедрила микопротеин на рынок, демонстрируя устойчивый рост продаж. В 2024 году объем продаж Quorn достиг 250 миллионов долларов США, что свидетельствует о высоком спросе на этот продукт. Однако, несмотря на успехи, существует необходимость в дальнейшем улучшении вкусовых и текстурных характеристик микопротеина для его массового признания потребителями.

Рамона Чериапарамбил, специалист в области пищевых технологий из Массачусетского университета, подчеркивает важность дальнейших исследований в области модификации микопротеинов для достижения их органолептического соответствия традиционным продуктам животного происхождения. Технология CRISPR открывает широкие возможности для решения этой задачи, позволяя целенаправленно изменять генетические детерминанты, влияющие на вкусовые и текстурные свойства грибов.

Ученые из Университета Цзяннань использовали CRISPR-Cas9 для удаления двух ключевых генов из генома Fusarium venenatum. Модификация первого гена привела к повышению эффективности синтеза белка и снижению потребления субстратов, что является важным шагом в направлении создания более устойчивых производственных процессов. Удаление второго гена, кодирующего ферменты биосинтеза хитина, улучшило перевариваемость клеточных стенок грибов, повысив биодоступность белка и сделав продукт более привлекательным для потребителей.

Таким образом, результаты исследования демонстрируют значительный потенциал геномной инженерии для разработки высокоэффективных и устойчивых источников белка, что имеет важное значение для решения глобальных проблем продовольственной безопасности и охраны окружающей среды.