バイオテクノロジー
CRISPR-Cas9を用いた食用菌糸体の遺伝子ハックで肉代替品を作る
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肉の代替としてのキノコ菌糸体
近年、牛の飼育がもたらす環境・気候への影響を減らすために、実験室で肉を培養しようとする試みが多数行われています。しかし、これらの取り組みは人工的な環境で肉を育てるコストや技術的困難さが原因で、これまでのところ限定的な成果にとどまっています。
代替案として、動物を使用しない肉代替品の開発が挙げられます。商業的に成功させるためには、味や食感が肉に近いほど、消費者を納得させやすくなります。
これまでの主な代替品は、Impossible Foodsのバーガーのように植物ベースのものが中心でした。
出典: Save On Foods
しかし、植物ベースの代替品だけで本物の肉の感触や味を完全に再現することは難しいです。ベジタリアンやヴィーガンの料理人は、古典的なレシピでキノコが肉の良い代用品になることをよく知っています。
研究者たちは現在、キノコを遺伝子改変して、より肉に近い特性を持たせる方法を模索しています。
菌糸体を肉のような味にする
確立された伝統の活用
カリフォルニア州バークレー大学の研究者は、アジアで何世紀にもわたり食品生産に利用されてきたキノコ/カビ、Aspergillus oryzae（麹菌）に注目しました。麹菌は味噌、酒、醤油といったアジア料理の重要な原料です。
以前、同チームはインドネシアで主食のオンコンを作るために伝統的に利用されているNeurospora intermediaにも取り組んでいました。これを使って全く新しい料理を開発しました：
“米、水、菌糸体のたった三つの材料だけで、美しく鮮やかなオレンジ色の粥を作るプロセスを開発しました”
菌類の菌糸体を利用することは、肉に比べて多くの利点があります。ほとんどの菌類は植物や肉よりも健康的な食品であり、がん予防、心血管疾患、代謝障害などに対するプラスの効果が報告されています。
また、農業廃棄物や木材などの有機物を効率的に食用に変換する能力にも優れています。
さらに、植物ベースの代替品とは異なり、菌糸体は広範な加工やタンパク質精製、添加物なしで直接肉のようなパティに成形できます。必要な加工は、粉砕・調理前にバイオマスから余分な水分を除去するだけです。
CRISPRを用いた新規食品の創出
CRISPR-Cas9は、主に遺伝子治療の文脈で語られてきましたが、2023年末に承認された最初の治療法がその例です（当記事「Sickle Cell Disease Gene Therapies Approved by FDA Highlighting Potential of CRISPR/Cas9 Technologies」で取り上げました）。
CRISPRは、生物の遺伝子構成を追加・改変する多様な用途に利用できます。バークレーのJay Keaslingチームは、CRISPR‑Cas9を用いて麹菌に一連の遺伝子改変を施し、実際の肉のような味を実現しようとしています：
- ヘモグロビンに含まれるヘムに類似した分子を大量に産生させ、肉の色と風味を付与しました。
- 続いて、真菌にのみ存在し心血管の健康に寄与するとされる抗酸化物質エルゴチオネインの産生を追加しました。
出典: Nature.com
この結果、赤みがかった菌糸体が得られ、水分を一部除去すればハンバーガーのパティに成形し、同様に揚げることができます。
出典: Nature.com
食用菌糸体CRISPRツールキットは、Nature Communicationsに掲載された科学論文「Edible mycelium bioengineered for enhanced nutritional value and sensory appeal using a modular synthetic biology toolkit」で詳細に説明されています。
論文では、改変された麹菌は「菌糸体内で最高レベルの細胞内ヘムを有し、糸状菌におけるヘム生合成工学の稀な例」であると述べられています。
菌糸体ベースの肉を作る次のステップ
目的にかなり近づいているものの、麹菌パティはまだ完璧ではありません。研究者はさらに肉に近づけるための次の課題に取り組んでいます：
- 食感の向上：菌糸体の繊維を長くし、食べたときにより肉らしい感触を実現する。
- 脂質組成の改善：より健康的で口当たりの良い脂質プロファイルにする。
- 伝統医学で用いられる薬用キノコ（霊芝、椎茸、獅子茸、舞茸など）の有効成分をさらに添加・濃度を高める。
この研究で開発されたCRISPRツールキットは、他の食用キノコにも応用可能です。よりエキゾチックや工業的な種よりも、人類が長年消費し、化学・栄養・安全性が既知のキノコが好まれます。
菌糸体ベースの肉代替品を販売する企業
1. Eat Meati
同社は遺伝子組み換えされていない菌糸体を使用し、菌糸体ベースの肉代替品を製造しています。
出典: Meati
彼らは、山火事後に残された焼け跡に自然に生息するMushroomRoot（N. crassa菌糸体）を利用しています。バークレーで開発されたCRISPR‑Cas9ツールキットは、N. crassa菌糸体にも適用できる可能性があります。
2. Untamed Feast
このキノコ特化企業は、主にキノコエキス、乾燥キノコ、そしてマッシュルームを使用したレディミール（モレル、ポルチーニ、チャンテレル、チャガなど多様）を販売しています。
出典: Untamed Feast
また、野生キノコ（ポルチーニ、ボレッツ、シイタケ、オイスター、アガリクス、チャガ）と大豆タンパク、米粉、海藻、コーンスターチを混合したバーガー用肉代替品「Mushroom Meat」も販売しています。
3. Prime Roots
同社は既に麹菌を利用して、デリミート、シャルキュトリー（サラミ、ペパロニ、ピザスタイルペパロニ、アップルセージと黒トリュフのパテ、フォアグラトーチョン）やベーコンなど、肉に似た製品を製造しています。
出典: Prime Roots
同社が既に麹菌を用いて肉代替品を製造していることから、バークレーの研究成果は自社製品への直接的な応用が可能であり、次のステップとなることは明らかです。
この取り組みは、直接的な協業によるもの、あるいはR&Dを再現し自社の麹菌株と製造プロセスに適応させることで実現できるでしょう。
結論
資源使用量が少なく、同等の味わいを提供できるヘルシーな肉代替食品は、栽培経済性が成立すれば大きなビジネスになる可能性があります。植物ベースや培養肉も有望な選択肢ですが、前者は複雑な加工、後者は高コスト構造という課題に直面しています。
対照的に、菌類の菌糸体は実験室や工業環境での成長が容易で、何千年もの間、発酵プロセス（パン生地、ビール、酒、味噌、醤油など）に利用されてきました。
CRISPRのような新しい遺伝子工学ツールの登場により、今後数年で菌糸体が「本物」の肉と同等の食感、風味、色などを実現することが現実味を帯びてきました。
さらに、挽肉と同じ味わいを持つ菌類ベースの肉製品は、抗酸化物質やその他の健康促進分子を高濃度で提供できるため、消費者の食生活を大幅に健康的にする可能性があります。
最後に、こうした培養方法は農業廃棄物のリサイクルや、都市農園のような限られた空間での食料生産、さらには月や火星の永久居住地で生活する宇宙飛行士への食料供給にも非常に有用です（当記事「Space Food – How Will We Feed Humanity’s Next Wave of Pioneers?」で取り上げました）。
