I funghi geneticamente modificati sono ricchi di proteine, sostenibili e dal sapore simile alla carne
Un fungo geneticamente modificato ha un impatto ambientale ridotto del 61%
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In un nuovo studio pubblicato il 19 novembre sulla rivista Trends in Biotechnology di Cell Press, i ricercatori hanno utilizzato una tecnologia di editing genetico chiamata CRISPR per aumentare l'efficienza produttiva di un fungo e ridurre l'impatto ambientale legato alla produzione di ben il 61%, il tutto senza aggiungere alcun DNA estraneo. Il fungo geneticamente modificato ha un sapore simile alla carne ed è più facile da digerire rispetto alla sua controparte naturale.
Un'immagine di Fusarium venenatum.
Xiao Liu, CC BY-SA
"La richiesta di proteine alimentari migliori e più sostenibili è molto diffusa", spiega l'autore corrispondente Xiao Liu della Jiangnan University di Wuxi, in Cina. "Siamo riusciti a rendere un fungo non solo più nutriente, ma anche più ecologico, modificando i suoi geni".
L'agricoltura animale è responsabile di circa il 14% delle emissioni globali di gas serra. L'allevamento del bestiame occupa anche terreni e richiede una grande quantità di acqua dolce, che è già a rischio a causa dei cambiamenti climatici e dell'influenza umana. Le proteine microbiche, comprese quelle presenti nel lievito e nei funghi, sono emerse come un'alternativa più sostenibile alla carne.
Tra le opzioni finora esplorate per le micoproteine, o funghi con proteine, il fungo Fusarium venenatum spicca per la sua consistenza e il suo sapore naturali, che ricordano da vicino quelli della carne. È stato approvato per l'uso alimentare in molti Paesi, tra cui Regno Unito, Cina e Stati Uniti.
Tuttavia, il Fusarium venenatum ha pareti cellulari spesse che rendono i suoi nutrienti difficili da digerire per l'uomo. Inoltre, è ad alta intensità di risorse: la produzione anche di piccole quantità di micoproteine richiede un grande dispendio di risorse. Le spore vengono allevate in gigantesche vasche metalliche riempite con mangimi a base di zucchero e sostanze nutritive come il solfato di ammonio.
Liu e il suo team hanno deciso di esplorare il potenziale di aumento della digeribilità e dell'efficienza produttiva di Fusarium venenatumutilizzando CRISPR, senza introdurre DNA estraneo nei geni del fungo.
Per farlo, hanno rimosso due geni associati agli enzimi chitina sintasi e piruvato decarbossilasi. L'eliminazione della chitina sintasi ha reso la parete cellulare del fungo più sottile, consentendo a una maggiore quantità di proteine all'interno della cellula di essere disponibile per la digestione. L'eliminazione del gene della piruvato decarbossilasi ha contribuito a mettere a punto il metabolismo del fungo in modo che richiedesse un minor apporto di nutrienti per produrre proteine.
Le analisi hanno mostrato che il nuovo ceppo fungino, denominato FCPD, richiedeva il 44% in meno di zuccheri per produrre la stessa quantità di proteine rispetto al ceppo originale e lo faceva l'88% più velocemente.
"Molti pensavano che la coltivazione di micoproteine fosse più sostenibile, ma nessuno aveva mai pensato a come ridurre l'impatto ambientale dell'intero processo di produzione, soprattutto se confrontato con altri prodotti proteici alternativi", spiega il primo autore, Xiaohui Wu della Jiangnan University.
I ricercatori hanno quindi calcolato l'impronta ambientale della FCPD, dalle spore in laboratorio ai prodotti inattivati simili alla carne, su scala industriale. Hanno simulato la produzione di FCPD in sei Paesi con strutture energetiche diverse - tra cui la Finlandia, che utilizza prevalentemente energie rinnovabili, e la Cina, che si basa maggiormente sul carbone - e hanno scoperto che l'FCPD aveva un impatto ambientale inferiore rispetto alla produzione tradizionale di Fusarium venenatum, indipendentemente dal luogo. Nel complesso, la produzione di FCPD ha comportato fino al 60% in meno di emissioni di gas serra per l'intero ciclo di vita.
Il team ha anche analizzato l'impatto della produzione di FCPD rispetto alle risorse necessarie per produrre proteine animali. Rispetto alla produzione di pollo in Cina, hanno scoperto che la mioproteina ottenuta da FCPD richiede il 70% in meno di terra e riduce il rischio di inquinamento delle acque dolci del 78%.
"Alimenti modificati geneticamente come questo possono soddisfare la crescente domanda di cibo senza i costi ambientali dell'agricoltura convenzionale", afferma Liu.
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