دانشمندان موفق شدهاند برای اولین بار پروتئین کلیدی گوشت را در گیاه کاهو تولید کنند. این دستاورد علمی میتواند راه را برای تولید غذاهای پایدارتر و با اثرات زیستمحیطی کمتر هموار کند.
کشاورزی حیوانی به دلیل تأثیرات منفی گسترده بر زمین، مصرف آب و انرژی و انتشار گازهای گلخانهای، یکی از عوامل اصلی آسیبرسان به محیط زیست محسوب میشود. با این حال، علاقه جهانی به مصرف گوشت همچنان بالاست.
اما اگر راهی وجود داشت که بتوان طعم و پروتئین گوشت را از گیاهان به دست آورد؟ تحقیقات جدید منتشر شده در مجله پیشگامان در علوم گیاهی نشان میدهد که این امر ممکن شده است.
پژوهشگران با مهندسی ژنتیکی گیاهان کاهو و تنباکو، موفق به تولید پروتئین میوگلوبین (میوگلوبین) شدهاند. میوگلوبین یکی از پروتئینهای اصلی است که خواص مطلوب گوشت را به آن میبخشد.
الکسیا گروف، پژوهشگر بیوتکنولوژی گیاهی در کالج امپریال لندن و نویسنده اول این مطالعه، توضیح داد: «مطالعه ما برای اولین بار نشان میدهد که گیاهان عالی میتوانند به طور پایدار میوگلوبین تولید کنند. این یافته در زمانی که تقاضا برای تولید پایدار غذا بیش از هر زمان دیگری است، اهمیت زیادی دارد.»
در این تحقیق، دانشمندان با استفاده از روشی به نام «تبدیل بیولیستیک» و با کمک یک «دستگاه تفنگ ژنی» (دستگاه تفنگ ژنی)، DNA بهینهشده ژنهای میوگلوبین خوک را به درون کلروپلاستها (اندامکهای سلولی) گیاهان کاهو (کاهو) و تنباکو (تنباکو) شلیک کردند.
پس از اطمینان از ورود صحیح DNA، گیاهان تا مرحله بلوغ رشد کرده و بذر تولید کردند. آزمایشها نشان داد که ژن منتقل شده به نسلهای بعدی نیز منتقل شده است.
گروف افزود: «یکی از شگفتیهای بزرگ این بود که گیاهان تولید میوگلوبین را به خوبی تحمل کردند. اگرچه میوگلوبین هم (هم)، مولکولی مهم در متابولیسم گیاهی را جذب میکند، اما گیاهان تغییریافته سالم، بارور باقی ماندند و اختلال قابل توجهی در فتوسنتز آنها مشاهده نشد.»
نتایج نشان داد که در کاهو، حدود ۸۱۰ میلیگرم میوگلوبین در هر کیلوگرم وزن خشک و در گیاهان تنباکو، ۸۰۰ میلیگرم در هر کیلوگرم وزن خشک تولید شده است.
اگرچه این مقدار به مراتب کمتر از میزان میوگلوبین در گوشت حیوانی است، اما مزایای زیستمحیطی کشاورزی گیاهی را نباید نادیده گرفت. پژوهشگران نوشتند: «اگرچه تجمع میوگلوبین در وزن خشک حدود ۱۰ برابر در عضله حیوانات بیشتر است، اما کشت گیاهان منابع بسیار کارآمدتری نسبت به تولید دام مصرف میکند. در نتیجه، میوگلوبین مشتق شده از گیاهان میتواند بازده پروتئین در هر هکتار را با تولیدات کشاورزی حیوانی رقابت کند یا حتی از آن فراتر رود، ضمن اینکه از مصرف آب و انتشار گازهای گلخانهای به طور قابل توجهی کمتری بهرهمند میشود.»
دانشمندان اذعان دارند که برای ارزیابی دقیقتر میزان تولید میوگلوبین در گیاهان در مقایسه با مزارع دامپروری موجود، تحقیقات بیشتری لازم است.
در صورت پذیرش این فناوری، پروتئین میتواند از برگهای گیاهان استخراج شده و به عنوان جزئی در محصولات گوشتی گیاهی استفاده شود، یا افراد بتوانند کاهوی مهندسی شده را به عنوان یک ماده تازه مصرف کنند.
علاوه بر این، اصلاحات بیشتر در این فرآیند میتواند مقیاسپذیری این روش را افزایش دهد. این روش در حال حاضر تنها یک اثبات اصل است و تیم تحقیقاتی قصد دارد با افزایش بازده پروتئین، نه فقط برای میوگلوبین، کار را توسعه دهد.
گروف در مصاحبهای دیگر گفت: «ما دریافتیم که پروتئین به درستی تا میخورد اما جذب هم ناقص است، که این خود جهتگیری روشنی برای بهبود نسلهای آینده این گیاهان به ما میدهد. از آنجایی که نتایج ما نشان میدهد که دسترسی به هم یک گلوگاه است، کارهای آینده میتواند بر مهندسی مسیر هم یا جنبههای دیگر متابولیسم هم برای افزایش نسبت میوگلوبین کاملاً مونتاژ شده تمرکز کند.»
«فراتر از میوگلوبین، ما مشتاقانه منتظر کاوش پروتئینهای غذایی و کاربردی با ارزش بالا هستیم، زیرا نتایج ما نشان میدهد که کلروپلاستها پلتفرم امیدوارکنندهای برای کشاورزی مولکولی پایدار فراهم میکنند.»
این یافتهها در Frontiers in Plant Science گزارش شده است.
