Маруля, която произвежда един от ключовите белтъци в месото, вече не е само идея от научната фантастика. Учени успяха генетично да модифицират маруля и тютюн така, че растенията да произвеждат миоглобин - животински протеин, свързан с редица от характерните свойства на месото.

Резултатите са публикувани в научното списание Frontiers in Plant Science, съобщава ScienceAlert. Според изследователите това е първият случай, при който висши растения са накарани стабилно да произвеждат миоглобин.

Идеята не е непременно един ден салатата да замени пържолата. Технологията може да позволи растенията да се използват като своеобразни биологични фабрики за производство на протеини за хранителната индустрия.

Какво е миоглобин?

Миоглобинът е белтък, който се намира основно в мускулната тъкан на животните. Той свързва кислород и съдържа хем-молекула с желязо, която има отношение към характерния цвят на месото.

"Нашето изследване демонстрира за първи път, че висшите растения могат стабилно да произвеждат миоглобин, един от ключовите протеини, отговорни за много от желаните свойства на месото", обяснява пред ScienceAlert водещият автор Алексия Гроф от Imperial College London.

За да постигнат това, учените използвали т.нар. биолистична трансформация. Зад сложното название се крие технология, известна разговорно като "генна пушка".

С нея микроскопични частици, носещи необходимия генетичен материал, се въвеждат в растителните клетки. В конкретния експеримент учените насочили оптимизирани версии на гени за свински миоглобин към хлоропластите на маруля и тютюн.

Хлоропластите са клетъчните структури, в които протича фотосинтезата. Те обаче притежават и собствена ДНК, което ги прави интересна платформа за производство на различни белтъци.

И следващото поколение го наследява

След като потвърдили, че необходимата ДНК е попаднала на правилното място, учените оставили растенията да достигнат зрялост и да произведат семена.

Оказало се, че въведеният ген се предава и на следващото поколение.

Още по-важното е, че производството на животинския белтък не нанесло видими сериозни щети на растенията. Те останали здрави и способни да се размножават, а фотосинтезата им не била значително нарушена.

Това не било напълно очевидно предварително. Миоглобинът свързва хем, а хемът има важни функции и в растителния метаболизъм.

Количествата засега обаче са далеч от тези в животинските мускули. При марулята учените получили около 810 милиграма миоглобин на килограм сухо тегло, а при тютюна - около 800 милиграма.

Според авторите концентрацията в животинските мускули е приблизително десет пъти по-висока от постигнатата при растенията.

Защо тогава да отглеждаме "месен" протеин в маруля?

Отговорът е в ресурсите.

Животновъдството изисква значителни количества земя, вода и фуражи и е свързано със съществени емисии на парникови газове. Отглеждането на растения по принцип е значително по-ефективно от гледна точка на използваните ресурси.

Затова учените допускат, че дори при по-ниска концентрация на миоглобин в отделното растение производството на единица земеделска площ би могло в бъдеще да се конкурира с животновъдството. Това обаче все още трябва да бъде проверено с допълнителни изследвания.

Ако технологията бъде развита до практическо приложение, има поне два възможни пътя. Миоглобинът може да бъде извличан от листата и добавян към растителни заместители на месото. Другата, по-необичайна възможност е - генетично модифицираната маруля да бъде консумирана директно.

Засега обаче става дума за доказване на принцип, а не за продукт, който скоро ще се появи до доматите в супермаркета.

Учените вече са установили и един от проблемите, които трябва да решат. Произведеният от растенията белтък се нагъва правилно, но включването на хем в него е непълно. Именно наличието и метаболизмът на хема вероятно са сред основните ограничения пред увеличаването на добива.

Екипът вижда и по-широка перспектива. Ако хлоропластите могат да бъдат превърнати в ефективни миниатюрни фабрики, в растенията потенциално биха могли да се произвеждат не само миоглобин, а и други ценни хранителни и функционални протеини.

Така бъдещето на алтернативните протеини може да се окаже не само в лабораторните биореактори, а и на полето.

---

Този материал е написан с помощта на изкуствен интелект под контрола и редакцията на поне двама журналисти от Клуб Z.