Bruk av CRISPR-Cas9 for å genhakke spiselig mycel til kjøtterstatninger

Soppmycel for å erstatte kjøtt

Mange nyere innsats har blitt gjort for å dyrke kjøtt i laboratorier for å redusere de økologiske og klimamessige konsekvensene av storfeoppdrett. Imidlertid har denne innsatsen så langt blitt møtt med begrensede resultater, blant annet på grunn av kostnadene og tekniske vanskelighetene ved å dyrke kjøtt i et kunstig oppsett.

Et alternativ er å lage en dyrefri kjøtterstatning. Og for at dette skal fungere kommersielt, jo nærmere kjøtt, smak og tekstur, jo lettere er det å overbevise forbrukerne.

Så langt har de fleste erstatningene vært plantebaserte, som Impossible Foods-burgere.

kilde: Spar på matvarer

Det har imidlertid vært vanskelig å gjenskape følelsen og smaken av ekte kjøtt fullt ut med plantebaserte alternativer. Vegetariske og veganske kokker vet at sopp ofte er en god erstatning for kjøtt i klassiske oppskrifter.

Og forskere ser nå på genmodifiserende sopp for å gjøre dem mye mer kjøttaktige.

Få mycel til å smake kjøttaktig

Utnytte etablerte tradisjoner

Forskere ved University of Berkeley, California har sett på en sopp/mugg som allerede er brukt i århundrer med matproduksjon i Asia: Aspergillus oryzae, eller koji-mugg. Det er nøkkelingrediensen i å produsere viktige deler av asiatisk mat som miso, sake og soyasaus.

Tidligere hadde teamet allerede jobbet videre Neurospora intermedia, en sopp som tradisjonelt brukes i Indonesia for å produsere en stiftmat kalt oncom. De brukte den til å lage en helt ny rett:

 "Vi utviklet en prosess med bare tre ingredienser - ris, vann og sopp - for å lage en vakker, slående oransjefarget grøt"

Bruk av soppmycel kan gi mange fordeler sammenlignet med kjøtt. De fleste sopptyper er sunnere mat enn både planter og kjøtt, med positive effekter på kreftforebygging, hjerte- og karsykdommer, metabolske forstyrrelser, osv.

De er også svært effektive til å omdanne organisk materiale til spiselig mat, blant annet fra landbruksavfall, tre, etc.

Til slutt, i motsetning til plantebaserte erstatninger, kan mycelium gjøres direkte til kjøttlignende kjøttboller uten behov for omfattende prosessering, proteinrensing eller tilsetning av ingredienser. I stedet er den eneste behandlingen som trengs å fjerne overflødig væske fra biomassen før maling og koking.

Bruke CRISPR for å lage ny mat

CRISPR-Cas9 har foreløpig mest blitt diskutert i sammenheng med genterapi, med den første behandlingen godkjent i slutten av 2023, noe vi diskuterte i vår artikkel "Sigdcelle-genterapier godkjent av FDA fremhever potensialet til CRISPR/Cas9-teknologier".

CRISPR kan brukes til mange andre applikasjoner som krever å legge til eller modifisere den genetiske sammensetningen til en organisme. Teamet til Jay Keasling på Berkeley begynte å gjøre en serie genetiske modifikasjoner av koji-mugg, ved å bruke CRISPR-CAs9, for å få det til å smake som ekte kjøtt:

• De fikk formen til å produsere en stor mengde av et molekyl kalt hem (som i HEMoglobin), som gir kjøttet sin farge og smak.
• Deretter la de til produksjonen av ergothioneine, en antioksidant som bare finnes i sopp som er forbundet med kardiovaskulære helsefordeler.

kilde: Nature.com

Dette resulterte i rødlig sopp, som når man fjerner noe av vanninnholdet kan formes til en burgerpatte og stekes på samme måte.

kilde: Nature.com

Det spiselige mycelet CRISPR-verktøysettet er beskrevet i detalj i den vitenskapelige artikkelen "Spiselig mycelium biokonstruert for økt ernæringsverdi og sensorisk appell ved hjelp av et modulært verktøysett for syntetisk biologi” publisert i Nature Communication.

I den beskriver de at den modifiserte koji-muggsoppen har "de høyeste nivåene av intracellulær hem i soppmycelet og et sjeldent eksempel på hembiosynteseteknikk i filamentøse sopp".

Neste trinn for å lage mycelbasert kjøtt

Selv om koji-formen er nær de tiltenkte resultatene, er den ennå ikke perfekt. Forskerne ser allerede på de neste trinnene for å gjøre det enda mer likt kjøtt:

• Forbedring av teksturen ved å gjøre mycelfiberen lengre slik at den får en mer kjøttaktig følelse når du spiser.
• Forbedrer lipidsammensetningen, for å gjøre den både sunnere og mer behagelig i munnen.
• Ytterligere å legge til eller øke konsentrasjonen av funksjonelle ingredienser som er nøkkelen til medisinske sopps helsefordeler brukt i tradisjonell medisin, som reishi, shiitake, løvemanke, maitake, etc.

CRISPR-verktøysettet utviklet for denne forskningen kan også brukes på andre spiselige sopp, med slike sopp å foretrekke fremfor mer eksotiske eller industrielle arter, siden de har en lang historie med konsum av mennesker og en kjent kjemisk, ernæringsmessig og sikkerhetsprofil.

Selskaper som selger mycelliumbasert kjøtterstatning

1. Spis kjøtt

Selskapet bruker ikke-genmodifisert mycel for å produsere mycelbasert kjøtterstatning.

kilde: Kjøtt

De bruker MushroomRoot (N. crassa mycelium), som kan finnes i naturen i de brente områdene som er igjen i kjølvannet av skogbranner. CRISPR-Cas9-verktøysettet utviklet i Berkeley kan sannsynligvis også tilpasses for å modifisere N. crassa-mycelium.

2. Utemmet fest

Dette soppfokuserte selskapet selger for det meste soppekstrakt, tørket sopp og ferdigretter med sopp så forskjellige som morkler, piggsvin, kantarell og Chaga.

kilde: Utemmet fest

Det selger også "Soppkjøtt“, en kjøtterstatning for burgere basert på en blanding av villsopp (porcini, boletes, shiitake, østers, agaricus, chaga) samt soyaprotein, rismel, tang og maisstivelse.

3. Prime røtter

Dette selskapet bruker allerede koji-mugg til å produsere kjøttlignende produkter, inkludert delikatessekjøtt, charcuterie (salami, pepperoni, pizza-stil pepperoni, eple-salvie og svart trøffel patês, og foie gras torchon) og bacon.

kilde: Prime røtter

Med tanke på at selskapet allerede bruker koji-mugg for å lage kjøtterstatninger, er det åpenbart at Berkeley-forskningen kan ha direkte anvendelse på produktene deres og representere neste skritt for selskapet.

Dette kan gjøres enten gjennom direkte samarbeid eller gjennom å replikere FoU og tilpasse den til deres egne koji-muggstammer og produksjonsprosesser.

Konklusjon

Sunn kjøttlignende alternativ mat som krever færre ressurser, men som gir samme smak, vil sannsynligvis bli en stor bedrift hvis økonomien i dyrkingen deres gir mening. Plantebasert og laboratoriedyrket kjøtt er gode alternativer, men møter henholdsvis hindringene med kompleks prosessering og høykostnadsstruktur.

I motsetning til dette vokser soppmycel godt i laboratorie- og industrielle forhold og har blitt brukt i årtusener i mange gjæringsprosesser for å produsere deig, øl, sake, miso, soyasaus, etc.

Med fremveksten av nye genteknologiske verktøy som CRISPR, er det nå realistisk å forvente at mycel vil oppnå paritet med "ekte" kjøtt i tekstur, smak, farge osv. i løpet av de neste årene.

I tillegg til å smake det samme som kjøttdeig, er et soppbasert kjøttprodukt sannsynligvis mye sunnere, og det tilfører forbrukernes kosthold høye nivåer av antioksidanter og andre helsefremmende molekyler.

Til slutt vil slike dyrkingsmetoder være svært nyttige for å resirkulere jordbruksavfall, dyrke mat i områder med begrenset plass som bygårder, eller til og med for å mate astronauter som bor i permanente bosetninger på Månen og Mars (noe vi diskuterte i "Rommat – Hvordan vil vi fôre menneskehetens neste bølge av pionerer?").