دستاورد بزرگ علم ژنتیک: دانشمندان پروتئین گوشت را در کاهو قرار دادند

تولید مواد غذایی پایدار و سازگار با محیط زیست همیشه از دغدغه‌های اصلی دانشمندان حوزه زیست‌فناوری بوده است. در همین راستا، گروهی از پژوهشگران بین‌المللی در دستاوردی کم‌نظیر موفق شده‌اند با انتقال ژن‌های مربوط به پروتئین حیوانی به گیاهان کاهو و توتون، محصولی با پروتئین بالا تولید کنند. این نوآوری می‌تواند محصولات گیاهی را با گوشت‌های پرمصرف و مخرب محیط‌زیست جایگزین کند. این پژوهش نشان داد امکان تولید پایدار پروتئین حیوانی میوگلوبین در ساختار سلولی گیاهان وجود دارد.

براساس گزارس ساینس‌آلرت، پژوهشگران برای ترکیب ژن‌های حیوانی با DNA گیاهی از ابزاری پیشرفته به نام «سیستم تحویل بیولیستیکی ذرات» استفاده کردند که به آن تفنگ ژنی نیز می‌گویند. این ابزار ذرات میکروسکوپی فلزی پوشانده‌شده با ژن‌ها را به سمت هدف مد نظر شلیک می‌کند.

در این آزمایش، هدف اصلی شلیک‌ها، کلروپلاست موجود در جوانه گیاهان کاهو و توتون بود. محققان امپریال کالج لندن توضیح می‌دهند که کلروپلاست‌ها به دلیل پیشینه باکتریایی و تعداد بالای نسخه‌هایشان در هر سلول، بستری بسیار مناسب‌تر از هسته سلول برای تولید مقادیر زیاد پروتئین هستند.

اصلاح ژنتیکی کاهو برای تولید پروتئین گوشت

آزمایش‌ها نشان داد که گلوله‌های ژنتیکی به هدف اصابت کرده‌اند و بررسی‌های بعدی تأیید کرد که جوانه گیاهان توانسته‌اند دی‌ان‌ای خوک را در ژنوم کلروپلاست خود ادغام کنند. با رشد گیاهان و تولید بذر، مشخص شد که نسل بعدی این گیاهان نیز ژن دستکاری‌شده را به ارث برده‌اند.

براساس آمارهای این پژوهش، میزان پروتئین میوگلوبین استخراج‌شده از کاهو و توتون به ترتیب حدود ۸۱۰ میلی‌گرم و ۸۰۰ میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن خشک گیاه بوده است. اگرچه این مقدار تقریباً ۱۰ برابر کمتر از میزان میوگلوبین موجود در گوشت گاو است، اما صرفه اقتصادی و محیط‌زیستی کشت گیاهان این فاصله را جبران می‌کند.

کشت گیاهان در مقایسه با پرورش دام به منابع بسیار کمتری نیاز دارد. به همین دلیل، بازده پروتئین حاصل از کشت این گیاهان اصلاح‌شده در هر هکتار می‌تواند با دامداری رقابت کند یا حتی از آن جلو بزند. علاوه‌براین، این روش باعث کاهش مصرف آب و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود.

اگرچه این دستاورد گامی بزرگ در حوزه زیست‌فناوری محسوب می‌شود، اما پژوهشگران می‌گویند این طرح هنوز در مرحله اثبات مفهوم قرار دارد و برای تجاری‌سازی آن باید تحقیقات بیشتری انجام شود.

در صورت توسعه این فناوری در مقیاس صنعتی می‌توان برگ‌های خشک‌شده این گیاهان را برای تقویت طعم و ارزش غذایی به همبرگرها و گوشت‌های گیاهی اضافه کرد یا حتی از کاهوی غنی‌شده به عنوان ماده غذایی تازه در سبد غذایی روزمره بهره برد.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Frontiers in Plant Science منتشر شده است.