کاهوی مهندسی شده با طعم گوشت؛ گامی به سوی پروتئین پایدار

تصور کنید برگی را گاز می‌زنید که بوی ملایمی شبیه استیک کبابی دارد. عجیب است؟ شاید. اما شدنی است؟ دانشمندان هر روز به آن نزدیک‌تر می‌شوند.

پژوهشگران امپریال کالج لندن ژن میوگلوبین، پروتئین سرشار از آهن که رنگ قرمز گوشت و بخش مهمی از طعم آن را ایجاد می‌کند، به کلروپلاست‌های گیاهی وارد کرده‌اند. آن‌ها کار را با گیاه تنباکو آغاز کردند و سپس همین روش را روی کاهو به کار بردند. در این تکنیک از تفنگ ژنی برای رساندن مستقیم ژن میوگلوبین خوک به کلروپلاست‌ها استفاده شد؛ همان موتورهای فتوسنتز درون سلول‌های گیاهی. کلروپلاست‌ها هنوز نشانه‌هایی از تبار باکتریایی خود را حفظ کرده‌اند و همین میراث آن‌ها را به کارخانه‌های کوچک و بسیار کارآمد تولید پروتئین تبدیل می‌کند.

کاهوی مهندسی‌شده توانست میوگلوبین را در حدود ۰.۰۸ درصد وزن خشک خود تولید کند. این مقدار از سطح موجود در عضله حیوانی کمتر است، اما همه ماجرا همین نیست. گیاهان در تبدیل نور خورشید، آب و زمین به توده خوراکی، بسیار کارآمدتر از دام هستند. وقتی بازده پروتئین در هر هکتار را در نظر بگیریم، محاسبات ناگهان دیگر آن‌قدر یک‌طرفه به نظر نمی‌رسد.

چرا میوگلوبین مهم است؟ چون فقط رنگ گوشت را قرمز نمی‌کند. این پروتئین حامل هِم است؛ مولکولی آهن‌دار که در ایجاد طعم خوشایند، حس دهانی و مزه گوشتی نقش دارد. وقتی میوگلوبین به یک برگر گیاهی اضافه شود، فقط ظاهر آن تغییر نمی‌کند؛ عطر، بافت و میزان آهن تغذیه‌ای آن نیز دگرگون می‌شود. بر اساس تحلیل این تیم پژوهشی، میوگلوبین تولیدشده در گیاه از نظر ساختاری از نمونه حیوانی قابل تشخیص نیست؛ بنابراین می‌تواند به‌عنوان یک ماده اولیه برای بهبود طعم و ارزش تغذیه‌ای محصولات پروتئین جایگزین به کار رود.

البته همه چیز بی‌نقص پیش نرفت. آزمایش‌های اولیه نشان داد میوگلوبین تولیدشده در گیاه، گروه هِم را به اندازه همان پروتئین تولیدشده در باکتری‌های مهندسی‌شده به‌خوبی متصل نمی‌کند. دلیل این مسئله هنوز روشن نیست. ممکن است موضوع به نحوه تاخوردن و پردازش پروتئین در کلروپلاست‌ها مربوط باشد، یا به شیمی سلولی پیرامون هِم، یا حتی به تغییرات ظریف پس از ترجمه که گیاهان آن‌ها را متفاوت از میکروب‌ها انجام می‌دهند.

از نظر زیست‌محیطی، تولید پروتئین در گیاهان استدلال‌های قدرتمندی دارد. رشد دادن پروتئین در برگ‌ها آب بسیار کمتری مصرف می‌کند و در مقایسه با پرورش گاو، گازهای گلخانه‌ای بسیار کمتری منتشر می‌سازد. همچنین با وارد کردن ژن به دی‌ان‌ای کلروپلاست به جای هسته گیاه، پژوهشگران یکی از نگرانی‌های مهم بوم‌شناختی، یعنی فرار ژن از طریق گرده، را محدود می‌کنند؛ زیرا در بیشتر محصولات کشاورزی، ژن‌های کلروپلاستی به‌ندرت از راه گرده منتقل می‌شوند.

با این حال، پذیرش عمومی همچنان مانعی جدی است. بسیاری از مصرف‌کنندگان نسبت به غذاهای دستکاری‌شده ژنتیکی محتاط‌اند و ایده وجود ژن‌های گوشت در سالاد احتمالاً برای برخی ناخوشایند خواهد بود. هم چالش‌های علمی و هم مقاومت اجتماعی میان میز آزمایشگاه و قفسه‌های فروشگاه‌ها قرار دارند.

این راه‌حل همه مشکلات نیست، اما ابزار تازه و هوشمندانه‌ای در جست‌وجوی پروتئین پایدار به شمار می‌آید.

مطالعه کامل در نشریه فرانتیرز این پلنت ساینس منتشر شده است و مسیر پیش رو به بررسی‌های دقیق‌تر زیست‌شیمیایی و گفت‌وگوهای صریح با مردم درباره آنچه می‌خواهیم در بشقابمان باشد نیاز دارد.