Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift „Trends in Biotechnology“ veröffentlicht wurde, hat herausgefunden, dass das Gen-Editierungswerkzeug CRISPR dazu verwendet werden kann, die Eigenschaften von „Fusarium venenatum“, einem Pilz mit fleischähnlichen Eigenschaften, zu verbessern.
Fusarium venenatum wird häufig als Quelle für Mykoprotein für pflanzliche Fleischprodukte verwendet, da sein Geschmack und seine Textur natürlich Fleisch imitieren. Der Pilz ist bereits in mehreren Ländern für den Verzehr zugelassen und wird von Marken wie Quorn verwendet. Seine dicken Zellwände können jedoch die Verdauung erschweren.
Darüber hinaus kann die Produktion von Fusarium venenatum ressourcenintensiv sein und erhebliche Investitionen erfordern. Der Pilz muss in Tanks gezüchtet werden, die mit zuckerreichem Futter und Nährstoffen wie Ammoniumsulfat gefüllt sind. Forscher in China wollten herausfinden, ob CRISPR zur Bewältigung dieser Herausforderungen eingesetzt werden kann.
„Viele Menschen hielten den Anbau von Mykoprotein für nachhaltiger, aber niemand hatte wirklich darüber nachgedacht, wie man die Umweltauswirkungen des gesamten Produktionsprozesses reduzieren könnte, insbesondere im Vergleich zu anderen alternativen Proteinprodukten“, sagt einer der Autoren der Studie, Xiaohui Wu von der Jiangnan-Universität in Wuxi.
Die Nachfrage nach besserem Protein decken
Die Wissenschaftler begannen damit, zwei Gene zu entfernen, die mit den Enzymen Chitinsynthase und Pyruvatdecarboxylase in Verbindung stehen. Dadurch entstanden dünnere Zellwände, wodurch das interne Protein besser verdaulich wurde, und ein fein abgestimmter Stoffwechsel, der weniger Nährstoffe für die Proteinproduktion benötigte.
Der modifizierte Pilz benötigte 44 % weniger Zucker, um die gleiche Menge an Protein wie der ursprüngliche Stamm zu produzieren, und tat dies 88 % schneller. Gleichzeitig wurde der ökologische Fußabdruck der Produktion um bis zu 61 % verringert. Dies wurde ohne die Einführung von fremder DNA erreicht.
Über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg verursachte der Stamm in allen untersuchten Szenarien geringere Umweltauswirkungen als herkömmlicher Fusarium venenatum. Außerdem benötigte er 70 % weniger Land als die Hühnerproduktion in China und senkte gleichzeitig das Potenzial für Süßwasserverschmutzung um 78 %.
„Es gibt eine große Nachfrage nach besseren und nachhaltigeren Proteinen für Lebensmittel“, sagt der korrespondierende Autor Xiao Liu von der Jiangnan-Universität. „Wir haben es geschafft, einen Pilz nicht nur nahrhafter, sondern auch umweltfreundlicher zu machen, indem wir seine Gene optimiert haben.“
