Мясной белок впервые вырастили в листьях салата без животных

Производство мяса без убийства животных идёт по нескольким путям: культивируемое мясо в биореакторах, ферментация грибков, синтетические аналоги из бобовых. У каждого метода есть ограничения — стоимость, текстура, масштаб.

Группа биологов Венского технологического университета предложила принципиально другой подход: использовать обычное растение — листовой салат — как фабрику по производству именно животных белков, включая миозин — основной структурный белок мышц.

Результаты опубликованы в Nature Plants.

Как растения синтезируют мясной белок

Для получения нужного белка исследователи применили агробактериальную трансформацию — стандартный инструментарий генетической инженерии растений. В геном листьев салата были встроены гены бычьего миозина: нескольких субъединиц тяжёлой и лёгкой цепи, необходимых для образования полноценного белкового комплекса.

Принципиальная сложность: миозин — многокомпонентный белок. Его сборка в живой клетке требует специфических шаперонов и точной координации синтеза нескольких субъединиц. В бактериях это сделать крайне трудно, в дрожжевых ферментерах — сложно и дорого.

Клетки растений, как выяснилось, справляются с этой задачей значительно лучше: их эндоплазматический ретикулум обеспечивает нужные условия сборки.

Результаты эксперимента:

• Листья салата действительно синтезировали функциональный бычий миозин.
• Белок аккумулировался в хлоропластах в концентрациях, измеримых при стандартном биохимическом анализе.
• Структура синтезированного миозина подтверждена масс-спектрометрией и не отличалась от эталона.
• Листья для синтеза этого белка не требовали видимых морфологических изменений.

Чего пока нет

Исследование — демонстрация принципа, а не готовая технология:

• Выход белка пока невысок: растения дают мало белка в расчёте на килограмм зелёной массы.
• Очистка миозина из листовой массы — затратная процедура.
• Вкус и текстура из такого белка не тестировались.
• Регуляторный путь ГМО-продукта питания — долгий процесс.

Однако перспектива впечатляет. Если удастся поднять выход на порядок, себестоимость производства белка в поле может оказаться в разы ниже, чем в клеточных биореакторах — за счёт бесплатной солнечной энергии и практически нулевой стоимости биомассы.

«Это первый шаг к тому, чтобы сделать растения универсальными биофабриками для животных белков», — отмечают авторы.

Исследование опубликовано в Nature Plants.

Ранее стало известно о новых пищевых биоматериалах из растительного сырья.