Usando CRISPR-Cas9 para Hackear Genéticamente el Micelio Comestible y Convertirlo en Sustitutos de Carne

Micelio de Hongos para Reemplazar la Carne

Many recent efforts have been made to cultivate meat in labs to reduce the ecological and climate consequences of raising cattle. However, these efforts have so far been met with limited results, partly due to the costs and technical difficulties of growing meat in an artificial setup.

Una alternativa es crear un sustituto de carne libre de animales. Y para que funcione comercialmente, cuanto más se asemeje a la carne en sabor y textura, más fácil será convencer a los consumidores.

Hasta ahora, la mayoría de los sustitutos han sido de origen vegetal, como las hamburguesas de Impossible Foods.

Fuente: Save On Foods

Sin embargo, ha sido difícil replicar completamente la sensación y el sabor de la carne real con alternativas vegetales. Cocineros vegetarianos y veganos saben que los hongos son a menudo un buen sustituto de la carne en recetas clásicas.

Y los investigadores ahora están explorando la modificación genética de los hongos para que sean mucho más parecidos a la carne.

Haciendo que el Micelio Tenga Sabor a Carne

Aprovechando Tradiciones Establecidas

Researchers at the University of Berkeley, California have looked at a mushroom/mold already used for centuries of food production in Asia: Aspergillus oryzae, or koji mold. It is the key ingredient in producing key parts of Asian cuisine like miso, sake, and soy sauce.

Previously, the team had already worked on Neurospora intermedia, a fungus traditionally used in Indonesia to produce a staple food called oncom. They used it to create an entirely new dish:

 “We developed a process with just three ingredients – rice, water, and fungus – to make a beautiful, striking orange-colored porridge”

Using fungi’s mycelium could bring a lot of advantages compared to meat. Most fungi are healthier food than both plants and meat, with positive effects on cancer prevention, cardiovascular diseases, metabolic disorders, etc.

También son muy eficientes convirtiendo materia orgánica en alimentos comestibles, incluso a partir de residuos agrícolas, madera, etc.

Por último, a diferencia de los sustitutos de origen vegetal, el micelio puede convertirse directamente en hamburguesas con aspecto de carne sin necesidad de un procesamiento extenso, purificación de proteínas o adición de ingredientes. En su lugar, el único proceso necesario es eliminar el exceso de líquido de la biomasa antes de molerla y cocinarla.

Usando CRISPR para Crear Alimentos Nuevos

CRISPR-Cas9 has for now mostly been discussed in the context of gene therapy, with the first treatment approved at the end of 2023, something we discussed in our article “Terapias génicas para la enfermedad de células falciformes aprobadas por la FDA que resaltan el potencial de las tecnologías CRISPR/Cas9”.

CRISPR can be used for many other applications that require adding or modifying the genetic makeup of an organism. The team of Jay Keasling at Berkeley started to do a series of genetic modifications of koji mold, using CRISPR-CAs9, to make it taste like real meat:

• Hicieron que el moho produjera una gran cantidad de una molécula llamada hemo (como en la hemoglobina), que le da a la carne su color y sabor.
• Luego añadieron la producción de ergothioneina, un antioxidante que solo se encuentra en los hongos y está asociado con beneficios para la salud cardiovascular.

Fuente: Nature.com

Esto dio como resultado hongos rojizos que, al eliminar parte del contenido de agua, pueden moldearse en una hamburguesa y freírse de la misma manera.

Fuente: Nature.com

The edible mycelium CRISPR toolkit is described in detail in the scientific paper “Micelio comestible bioingenierizado para mejorar el valor nutricional y el atractivo sensorial mediante un kit modular de biología sintética” published in Nature Communication.

In it, they describe that the modified koji mold has “the highest levels of intracellular heme in the fungal mycelium and a rare example of heme biosynthesis engineering in filamentous fungi”.

Próximo Paso para Crear Carne a Base de Micelio

While close to the intended results, the koji mold patty is not yet perfect. The researchers are already looking at the next steps to make it even more similar to meat:

• Mejorar la textura, al alargar las fibras del micelio para que tenga una sensación más parecida a la carne al comer.
• Mejorar la composición lipídica, para que sea más saludable y agradable en la boca.
• Añadir o aumentar la concentración de ingredientes funcionales clave para los beneficios de salud de los hongos medicinales utilizados en la medicina tradicional, como reishi, shiitake, melena de león, maitake, etc.

El CRISPR toolkit desarrollado para esta investigación también podría aplicarse a otros hongos comestibles, prefiriéndose estos sobre especies más exóticas o industriales, ya que poseen una larga historia de consumo humano y un perfil químico, nutricional y de seguridad conocido.

Empresas que Venden Sustitutos de Carne a Base de Micelio

1. Eat Meati

The company uses non-genetically modified mycelium to produce mycelium-based meat substitute.

Fuente: Meati

Utilizan MushroomRoot (micelio de N. crassa), que se encuentra en la naturaleza en áreas quemadas tras los incendios forestales. El kit CRISPR‑Cas9 desarrollado en Berkeley podría adaptarse también para modificar el micelio de N. crassa.

2. Untamed Feast

This mushroom-focused company mostly sells mushroom extract, dried mushrooms, and ready meals with mushrooms as diverse as morels, porcini, chanterelle, and Chaga.

Fuente: Untamed Feast

También comercializa “Mushroom Meat”, un sustituto de carne para hamburguesas basado en una mezcla de hongos silvestres (porcini, boletus, shiitake, ostra, agaricus, chaga) así como proteína de soja, harina de arroz, algas y almidón de maíz.

3. Prime Roots

This company already uses koji mold to produce meat-like products, including deli meats, charcuterie (salami, pepperoni, pizza-style pepperoni, apple-sage and black truffle patês, and foie gras torchon) and bacon.

Fuente: Prime Roots

Dado que la empresa ya utiliza el moho koji para elaborar sustitutos de carne, es evidente que la investigación de Berkeley podría aplicarse directamente a sus productos y representar el próximo paso para la compañía.

Esto podría lograrse ya sea mediante una colaboración directa o replicando la I+D y adaptándola a sus propias cepas de moho koji y procesos de fabricación.

Conclusión

Los alimentos alternativos saludables con aspecto de carne, que requieren menos recursos pero ofrecen el mismo sabor, probablemente se conviertan en un gran negocio si la economía de su cultivo tiene sentido. Las carnes de origen vegetal y las cultivadas en laboratorio son buenas opciones, pero enfrentan respectivamente los obstáculos de un procesamiento complejo y una estructura de alto costo.

En contraste, el micelio de los hongos crece bien en condiciones de laboratorio e industriales y se ha utilizado durante milenios en numerosos procesos de fermentación para producir masa, cerveza, sake, miso, salsa de soja, etc.

Con la aparición de nuevas herramientas de ingeniería genética como CRISPR, ahora es realista esperar que el micelio alcance la paridad con la carne “real” en textura, sabor, color, etc., en los próximos años.

Además de tener el mismo sabor que la carne molida, un producto cárnico a base de hongos probablemente sea mucho más saludable, aportando altos niveles de antioxidantes y otras moléculas que promueven la salud a la dieta de los consumidores.

Por último, estos métodos de cultivo serán muy útiles para reciclar residuos agrícolas, cultivar alimentos en áreas con espacio limitado como granjas urbanas, o incluso para alimentar a astronautas que viven en asentamientos permanentes en la Luna y Marte (algo que discutimos en “Alimentos Espaciales – ¿Cómo Alimentaremos a la Próxima Ola de Pioneros de la Humanidad?”).