Mokslininkai išaugino mėsos baltymą salotų lapuose: tai dar ne kepsnys, bet maisto ateitis gali keistis

Įprastai salotos siejamos su lengvu garnyru, sumuštiniu ar vasarišku patiekalu, bet mokslininkai parodė, kad ateityje augalai galėtų atlikti kur kas neįprastesnį vaidmenį. Londono imperatoriškojo koledžo tyrėjams pavyko genetiškai modifikuoti salotas ir tabaką taip, kad jų ląstelėse būtų gaminamas mioglobinas – vienas iš baltymų, siejamų su mėsos spalva, tekstūra ir dalimi juslinių savybių. Tyrimas paskelbtas žurnale „Frontiers in Plant Science“.

Tai nereiškia, kad salotos staiga virto mėsa ar kad rytoj parduotuvėse atsiras kepsniai, užauginti lysvėje. Tačiau pats principas yra svarbus: augalai gali būti naudojami kaip savotiškos biologinės gamyklos, gaminančios maisto pramonei reikalingus baltymus. Tokia kryptis domina mokslininkus todėl, kad tradicinė mėsos gamyba reikalauja daug žemės, vandens, pašarų ir energijos, o kartu prisideda prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo.

Mėsa išlieka labai populiari dėl skonio, sotumo, kultūrinių įpročių ir maistinės vertės. Būtent todėl alternatyvios mėsos kūrėjai ilgą laiką susiduria su ta pačia problema: nepakanka tiesiog pagaminti augalinį produktą, kuris turi baltymų. Žmonės tikisi ir pažįstamo skonio, kvapo, spalvos bei tekstūros. Čia mioglobinas gali būti vienas iš svarbių komponentų.

Kodėl mokslininkams prireikė būtent mioglobino

Mioglobinas yra baltymas, natūraliai aptinkamas gyvūnų raumenyse. Jis padeda kaupti ir pernešti deguonį raumenų audinyje, tačiau maisto požiūriu jis svarbus dar ir dėl to, kad prisideda prie mėsai būdingos spalvos bei kai kurių savybių, kurias vartotojai sieja su „tikros mėsos“ pojūčiu.

Augalinės mėsos produktai per pastaruosius metus smarkiai patobulėjo, bet jiems vis dar sunku visiškai atkartoti tradicinės mėsos patirtį. Vien tekstūra ar baltymų kiekis ne visada įtikina žmogų, kuris įpratęs prie mėsos skonio. Todėl mokslininkai ieško būdų, kaip augalinės kilmės produktuose gauti tokių komponentų, kurie padėtų priartėti prie įprasto pojūčio.

Šiuo atveju tyrėjai pasirinko salotas ir tabaką. Salotos svarbios todėl, kad jos yra valgomas augalas, o tabakas dažnai naudojamas kaip modelinis augalas biotechnologiniuose tyrimuose. Tokie eksperimentai leidžia suprasti, ar augalo ląstelės gali stabiliai gaminti gyvūninės kilmės baltymą ir ar toks bruožas gali būti perduodamas kitoms augalo kartoms.

Tam buvo panaudota chloroplastų transformacijos technologija. Paprastai tariant, mokslininkai genetinę informaciją, reikalingą mioglobino gamybai, nukreipė į chloroplastus – augalų ląstelių struktūras, kurios geriausiai žinomos dėl fotosintezės. Būtent chloroplastai čia tapo vieta, kur augalas pradėjo gaminti jam nebūdingą baltymą.

Salotos išliko sveikos, nors gamino neįprastą baltymą

Vienas svarbių klausimų buvo tai, ar augalai apskritai atlaikys tokį pakeitimą. Mioglobinas jungiasi su hemu – molekule, kuri svarbi įvairiems ląstelės procesams. Todėl buvo galima tikėtis, kad naujo baltymo gamyba gali sutrikdyti augalo vystymąsi ar fotosintezę.

Tačiau tyrimo rezultatai parodė, kad modifikuotos salotos ir tabakas išliko gyvybingi. Augalai augo, vystėsi, gamino sėklas, o naujas genetinis bruožas buvo perduotas vėlesnėms kartoms. Tai svarbu, nes vienkartinis baltymo išgavimas laboratorijoje dar nebūtų didelis žingsnis. Daug svarbiau parodyti, kad augalas gali stabiliai gaminti norimą medžiagą ir išlikti sveikas.

Eksperimentų metu salotose pavyko sukaupti apie 810 mg mioglobino vienam sausos masės kilogramui, o tabake – apie 800 mg. Tai gerokai mažiau nei mioglobino kiekis gyvūnų raumeniniame audinyje, tačiau mokslininkai pabrėžia, kad tokį rezultatą reikia vertinti platesniame kontekste. Augalų auginimas reikalauja mažiau išteklių nei gyvulininkystė, todėl net mažesnė baltymo koncentracija gali būti įdomi, jei procesą pavyktų išplėsti.

Kitaip tariant, tyrimas dar nerodo galutinio produkto, kurį būtų galima iškart dėti į parduotuvių lentynas. Tai labiau koncepcijos įrodymas: augalai gali gaminti mėsai svarbų baltymą, o technologiją toliau tobulinant galima ieškoti praktiškesnių pritaikymo būdų.

Kodėl tai gali būti svarbu planetai

Pasaulyje daug kalbama apie tai, kad mitybos sistema turės keistis. Gyventojų skaičius auga, mėsos paklausa daugelyje regionų nemažėja, o tradicinė gyvulininkystė yra susijusi su dideliu poveikiu aplinkai. Tai nereiškia, kad visi žmonės staiga atsisakys mėsos, tačiau alternatyvų poreikis tampa vis akivaizdesnis.

Augalinė mėsa jau dabar bando užimti vietą rinkoje, bet ne visi produktai įtikina vartotojus. Vieniems trūksta skonio, kitiems nepatinka tekstūra, treti skeptiškai žiūri į stipriai perdirbtus produktus. Jei augalai galėtų gaminti atskirus baltymus, reikalingus geresnei alternatyvios mėsos kokybei, tai galėtų pakeisti visą gamybos logiką.

Tyrėjai mato galimybę iš augalų išskirti mioglobiną ir naudoti jį kaip ingredientą gaminant augalinę mėsą. Tokiu atveju salotos ar kiti augalai nebūtinai būtų valgomi tiesiogiai kaip „mėsinės salotos“. Jie galėtų būti auginami tam, kad iš jų būtų išgaunamas konkretus baltymas, vėliau naudojamas maisto pramonėje.

Kita galimybė – ateityje naudoti pačius modifikuotus augalus kaip ingredientą, tačiau tam reikėtų daug papildomų saugumo, maistinės vertės, reguliavimo ir vartotojų priimtinumo tyrimų. Genetiškai modifikuoti maisto produktai daugelyje šalių vertinami griežtai, todėl kelias nuo laboratorijos iki parduotuvės būtų ilgas.

Didžiausia kliūtis – ne idėja, o kiekis

Nors pats eksperimentas atrodo įspūdingai, iki praktinio pritaikymo dar reikia išspręsti svarbų klausimą: kaip padidinti gaminamo baltymo kiekį. Kol kas mioglobino augaluose susidarė gerokai mažiau nei mėsoje, todėl technologiją reikėtų tobulinti, kad ji būtų ekonomiškai prasminga.

Vienas pagrindinių ribojančių veiksnių yra hemo prieinamumas. Kad mioglobinas būtų pilnai funkcionuojantis, jam reikia tinkamai įsijungusio hemo. Mokslininkai planuoja toliau modifikuoti augalų medžiagų apykaitos procesus, kad šis etapas vyktų efektyviau.

Taip pat reikės atsakyti į klausimą, kurie augalai tam tiktų geriausiai. Salotos patogios kaip valgomas modelis, bet pramoninei gamybai gali būti ieškoma kitų augalų ar dumblių, kurie duotų daugiau biomasės, būtų lengviau auginami ir leistų efektyviau išgauti norimą baltymą.

Vis dėlto pats principas mokslininkams atrodo perspektyvus. Jeigu chloroplastai gali būti panaudoti vienam mėsos baltymui gaminti, teoriškai jie galėtų tapti platforma ir kitiems vertingiems maisto ar pramoniniams baltymams. Tokiu atveju augalai taptų ne tik maistu, bet ir gyvomis gamybos sistemomis.

Ar ateityje mėsos skonis bus auginamas darže?

Kol kas tai skamba kaip mokslinė fantastika, bet daugelis šiandien įprastų technologijų kažkada taip pat atrodė keistos. Dar prieš kelis dešimtmečius mintis apie laboratorijoje auginamą mėsą, augalinius mėsainius ar baltymus, gaminamus mikroorganizmuose, būtų skambėjusi neįprastai. Dabar tai jau realios maisto technologijų kryptys.

Salotose išaugintas mioglobinas nepanaikins gyvulininkystės ir nepakeis žmonių mitybos per naktį. Tačiau jis rodo, kad maisto gamyba gali tapti daug lankstesnė. Ateityje kai kurie komponentai, dėl kurių mėsa atrodo, kvepia ar jaučiasi kaip mėsa, gali būti gaminami ne gyvūno organizme, o augaluose.

Tokios technologijos kelia daug klausimų: kiek jos bus saugios, kiek kainuos, ar jas priims vartotojai, kaip jas reguliuos valstybės ir ar jos iš tikrųjų sumažins poveikį aplinkai. Tačiau vienas dalykas jau aiškus – mokslininkai ieško ne vien mėsos pakaitalų, o būdų pakeisti pačią maisto gamybos sistemą.

Nuo paprasto salotos lapo iki alternatyvios mėsos ingrediento – kelias dar ilgas. Bet šis tyrimas parodo, kad ateities maistas gali gimti ne tik fermose ar laboratorijų bioreaktoriuose. Kartais jis gali prasidėti ir augalo ląstelėje, kuri išmokoma gaminti tai, ko gamtoje paprastai negamintų.