تولید پروتئین حیوانی در کاهو برای ساخت گوشت گیاهی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، دانشمندان به تازگی موفق شده‌اند با دستکاری ژنتیکی ساختار‌های سلولی گیاهانی مانند کاهو، بستری برای تولید پروتئین‌های حیوانی فراهم کنند که طعم و ظاهر گوشت واقعی را بازسازی می‌کند.

 تولید گوشت به روش‌های سنتی و دامداری صنعتی، یکی از مخرب‌ترین فعالیت‌های بشری برای محیط زیست به شمار می‌رود.

 برای پرورش دام‌ها نیاز به اختصاص زمین‌های وسیع جهت کشت خوراک دام وجود دارد و این فرآیند مقادیر عظیمی از آب شیرین را مصرف کرده و با انتشار گاز‌های گلخانه‌ای نظیر متان، به گرمایش زمین دامن می‌زند.

از این رو، کاهش مصرف گوشت حیوانی مؤثرترین تصمیم شخصی برای کاهش ردپای کربنی است.

علاوه بر جنبه‌های زیست‌محیطی، نگرانی درباره حقوق حیوانات و جلوگیری از رنج و کشتار آنها، تمایل به مصرف جایگزین‌های گوشت را در سراسر جهان افزایش داده است.

بازار جهانی گوشت‌های گیاهی سالانه ارزش میلیاردی دارد و پیش‌بینی می‌شود در سال‌های آینده با رشد چشمگیری رو‌به‌رو شود.

روش‌های متداول کنونی مانند استفاده از مخمر‌ها در زیست‌راکتور‌ها بسیار هزینه‌بر هستند و همین موضوع نیاز به روش‌های جایگزین و ارزان‌تر مانند استفاده از گیاهان را ضروری می‌سازد.

تیمی از پژوهشگران کالج سلطنتی لندن با همکاری شرکت نوپای زیست‌فناوری گیاهی کیومی در کمبریج، پروژه‌ای تحقیقاتی را با هدف تولید پروتئین‌های کلیدی ماهیچه حیوانات در گیاهان آغاز کردند.

 این محققان بر روی تولید مولکول میوگلوبین که عامل اصلی ایجاد طعم، رنگ و ارزش غذایی گوشت است تمرکز کردند و توانستند این ژن حیوانی را در اندامک‌های خاص گیاهی شبیه‌سازی کنند.

روش کار این پژوهشگران به این صورت بود که ابتدا ژن‌های مربوط به پروتئین میوگلوبین خوک و گاو را شبیه‌سازی کردند.

سپس با استفاده از دستگاهی به نام تفنگ ژنی، این نسخه‌های ژنی را به درون کلروپلاست‌های (اندامک‌های مسئول فتوسنتز و تولید انرژی در سلول‌های گیاهی) جوانه‌های تنباکو و کاهو شلیک کردند.

این گیاهان پس از ادغام ژن جدید در کلروپلاست خود رشد کرده، گل دادند و بذر‌هایی تولید کردند که این ویژگی جدید را به نسل‌های بعدی انتقال داد.

یافته‌های این پژوهش نشان دادند که میزان تولید این پروتئین در کاهو و تنباکو بسیار چشمگیر بوده است.

اندازه‌گیری‌ها با روش‌های پیشرفته آزمایشگاهی نشان داد که در هر کیلوگرم وزن خشک تنباکو حدود ۸۰۰ میلی‌گرم و در هر کیلوگرم کاهو حدود ۸۱۰ میلی‌گرم پروتئین میوگلوبین تولید شده است.

این مقدار تولید پروتئین، حداقل سه برابر بیشتر از روشی بود که در آن ژن به جای کلروپلاست به هسته سلول گیاه تزریق شده بود.

در نتیجه‌گیری این پژوهش آمده است که کلروپلاست‌ها به دلیل پیشینه تکاملی باکتریایی خود و تعداد زیادشان در هر سلول، کارخانه‌های بسیار کارآمدتری برای تولید پروتئین نسبت به هسته سلول هستند. اگرچه میزان پروتئین تولید شده در گیاهان هنوز کمتر از میزان طبیعی موجود در گوشت واقعی است، اما کارایی بسیار بالای کشت گیاهی نسبت به پرورش دام، این فاصله را کاملاً جبران می‌کند.

محققان توضیح می‌دهند که در آینده می‌توان این پروتئین‌ها را به راحتی از برگ گیاهان استخراج و خالص‌سازی کرد و به عنوان افزودنی به محصولات گیاهی اضافه نمود تا طعم گوشتی و همچنین رنگ قرمز طبیعی به آنها بخشیده شود.

 این دستاورد به دلیل مصرف ناچیز آب و کاهش شدید گاز‌های گلخانه‌ای نسبت به دامداری، بازدهی پروتئین در هر هکتار را به شدت افزایش می‌دهد.

همچنین، استفاده از کاهوی خوراکی تغییریافته در آینده می‌تواند به عنوان یک ماده غذایی تقویت‌شده با آهن برای بهبود رژیم غذایی انسان‌ها استفاده شود.

نتایج کامل این تحقیق ارزشمند علمی در نشریه معتبر علمی و پژوهشی مرز‌های علوم گیاهی (Frontiers in Plant Science) به چاپ رسیده است.