استخدم الباحثون تقنية كريسبر لتعزيز فطريات تشبه اللحوم بشكل طبيعي، مما يعزز قابلية هضمها وكفاءة الإنتاج.

وتنمو السلالة المعدلة بشكل أسرع، وتستخدم موارد أقل بكثير، وتخفض انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة تصل إلى 60%. كما أنها تتفوق بشكل كبير على تربية الدجاج في استخدام الأراضي والمياه. تسلط النتائج الضوء على مسار واعد للبروتين الصديق للبيئة.

كريسبر يعزز إنتاج البروتين المستدام

دراسة صدرت اليوم (19 نوفمبر) في المجلة الاتجاهات في التكنولوجيا الحيوية يصف كيف استخدم العلماء أداة تحرير الجينات كريسبر لتحسين قدرة الفطريات على إنتاج البروتين مع خفض التأثير البيئي لإنتاجه بنسبة تصل إلى 61% – وقد حققوا ذلك دون إدخال أي كائن أجنبي. الحمض النووي. يتمتع الفطر المعدل بنكهة تشبه اللحم ويسهل على الأشخاص هضمه مقارنة بالشكل البري.

يقول المؤلف المقابل شياو ليو من جامعة جيانغنان في ووشي بالصين: “هناك طلب شعبي على بروتين أفضل وأكثر استدامة للأغذية”. “لقد نجحنا في جعل الفطر ليس أكثر تغذية فحسب، بل أيضًا أكثر صداقة للبيئة من خلال تعديل جيناته.”

تساهم الزراعة الحيوانية بحوالي 14% من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية. كما أنها تتطلب مساحات واسعة من الأراضي وكميات كبيرة من المياه العذبة، والتي تتعرض بالفعل لضغوط بسبب تغير المناخ والنشاط البشري. وبسبب هذه العيوب، فإن البروتينات الميكروبية الموجودة في الكائنات الحية مثل الخميرة والفطريات تحظى بالاهتمام كبديل أكثر استدامة للحوم التقليدية.

لماذا الفطريات هي المفتاح لخفض الانبعاثات الغذائية؟

ومن بين مصادر البروتين الفطري المختلفة التي فحصها الباحثون، الفطريات التسمم بالفيوزاريوم أصبح مرشحًا رئيسيًا لأن طعمه الطبيعي وبنيته الليفية تشبه اللحوم. وقد تمت الموافقة بالفعل على استهلاكه في العديد من البلدان، بما في ذلك المملكة المتحدة والصين والولايات المتحدة.

وعلى الرغم من هذه الفوائد، التسمم بالفيوزاريوم يحتوي على جدران خلايا سميكة تحد من مدى قدرة الإنسان على هضم العناصر الغذائية. ويتطلب إنتاجه أيضًا موارد كبيرة. ويجب زراعة الجراثيم في خزانات معدنية كبيرة مملوءة بخليط من السكر والمواد المغذية مثل كبريتات الأمونيوم.

أراد ليو وزملاؤه تحديد ما إذا كان بإمكان تقنية كريسبر تحسين عملية الهضم وكفاءة الإنتاج التسمم بالفيوزاريوم دون إدخال الحمض النووي الأجنبي في الجينوم الخاص به.

القرص الجيني الذي يتحول التسمم بالفيوزاريوم

ولاختبار هذه الفكرة، قام الباحثون بحذف جينتين مرتبطتين بالإنزيمات كيتين سينسيز وبيروفيت ديكاربوكسيلاز. أدت إزالة جين سينسيز الكيتين إلى تقليل سمك جدار الخلية، مما يجعل المزيد من البروتين الموجود داخل الفطريات متاحًا لعملية الهضم. يؤدي القضاء على جينة البيروفات ديكاربوكسيلاز إلى تعديل المسارات الأيضية للكائن الحي بحيث يمكنه إنتاج البروتين باستخدام عدد أقل من العناصر الغذائية.

وأظهرت تحليلاتهم أن السلالة الناتجة، المسماة FCPD، استخدمت كمية أقل من السكر بنسبة 44% لتوليد نفس كمية البروتين مثل السلالة غير المعدلة، وفعلت ذلك بسرعة أكبر بنسبة 88%.

يقول المؤلف الأول، شياوهوي وو من جامعة جيانغنان: “اعتقد الكثير من الناس أن زراعة البروتين الفطري أكثر استدامة، لكن لم يفكر أحد حقًا في كيفية تقليل التأثير البيئي لعملية الإنتاج بأكملها، خاصة عند مقارنتها بمنتجات البروتين البديلة الأخرى”.

الحد من التأثير البيئي على دورة الحياة الكاملة

ثم قام الباحثون بحساب البصمة البيئية لـ FCPD، من الجراثيم في المختبر إلى المنتجات الشبيهة باللحوم المعطلة، على نطاق صناعي. لقد قاموا بمحاكاة إنتاج FCPD في ستة بلدان ذات هياكل طاقة مختلفة – بما في ذلك فنلندا، التي تستخدم الطاقة المتجددة في الغالب، والصين، التي تعتمد بشكل أكبر على الفحم – ووجدوا أن FCPD كان له تأثير بيئي أقل من التقليدية. التسمم بالفيوزاريوم تم الإنتاج، بغض النظر عن الموقع. بشكل عام، أدى إنتاج FCPD إلى تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة تصل إلى 60% طوال دورة حياته.

مقارنة البروتين الفطري بالزراعة الحيوانية

قام الفريق أيضًا بالتحقيق في تأثير إنتاج FCPD مقارنة بالموارد اللازمة لإنتاج البروتين الحيواني. عند مقارنتها بإنتاج الدجاج في الصين، وجدوا أن البروتين العضلي الناتج عن FCPD يتطلب مساحة أقل بنسبة 70% من الأراضي ويقلل من خطر تلوث المياه العذبة بنسبة 78%.

يقول ليو: “يمكن للأغذية المعدلة وراثيا مثل هذه تلبية الطلب المتزايد على الغذاء دون تحمل التكاليف البيئية للزراعة التقليدية”.

المرجع: “التعزيز المزدوج لتغذية البروتين الفطري واستدامته عبر هندسة التمثيل الغذائي بوساطة كريسبر التسمم بالفيوزاريوم” بواسطة ليو وآخرون، 19 نوفمبر 2025، الاتجاهات في التكنولوجيا الحيوية.
دوى: 10.1016/j.tibtech.2025.09.016

تم دعم هذا العمل من قبل برنامج البحث والتطوير الرئيسي في الصين، ومركز جيانغسو للأبحاث الأساسية للبيولوجيا الاصطناعية، ومؤسسة العلوم الطبيعية بمقاطعة جيانغسو، وبرنامج ابتكار البحوث والممارسات للدراسات العليا في مقاطعة جيانغسو.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل, يكتشف، و أخبار.