La tecnología CRISPR transformó un hongo simple en una proteína de rápido crecimiento, similar a la carne, con una huella ambiental mucho menor

Los científicos utilizaron CRISPR para aumentar la eficiencia y la digestibilidad de un hongo ya conocido por sus cualidades similares a la carne. La cepa editada produce proteínas mucho más rápido y con mucha menos azúcar, a la vez que produce sustancialmente menos emisiones. Además, supera a la cría de pollos en cuanto a uso de la tierra e impacto hídrico.

Un estudio reciente, publicado el 19 de noviembre en Trends in Biotechnology, informa que los científicos utilizaron la herramienta de edición genética CRISPR para mejorar la eficiencia de un hongo en la producción de proteínas, reduciendo al mismo tiempo la huella ambiental de dicha producción hasta en un 61 %, todo ello sin introducir ADN externo. El hongo editado tiene un sabor similar a la carne y es más fácil de digerir que la cepa natural de la que se originó.

«Existe una demanda popular de proteínas de mejor calidad y más sostenibles para la alimentación», afirma el autor correspondiente Xiao Liu, de la Universidad de Jiangnan en Wuxi, China. Logramos que un hongo fuera no solo más nutritivo, sino también más ecológico modificando sus genes.

Proteína sostenible y la necesidad de alternativas

La ganadería representa alrededor del 14 % de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Además, requiere grandes cantidades de tierra y agua dulce, recursos cada vez más limitados por el cambio climático y la actividad humana. Debido a estos desafíos, las proteínas microbianas presentes en levaduras y hongos han cobrado protagonismo como alternativas prometedoras a la carne.

«Alimentos editados genéticamente como este pueden satisfacer la creciente demanda alimentaria sin los costos ambientales de la agricultura convencional»

Entre las numerosas fuentes de micoproteínas estudiadas hasta la fecha, el hongo Fusarium venenatum se ha convertido en una opción destacada gracias a su sabor y textura naturales que imitan fielmente la carne. Ya ha sido aprobado para su consumo en varias regiones, como el Reino Unido, China y Estados Unidos.

Por qué era necesario mejorar el Fusarium venenatum

A pesar de sus ventajas, el Fusarium venenatum posee paredes celulares gruesas que limitan su digestión. Su producción también requiere un uso intensivo de recursos. Cultivar incluso cantidades modestas de micoproteína requiere insumos significativos, y las esporas deben cultivarse en grandes tanques metálicos llenos de materia prima rica en azúcar y nutrientes añadidos como sulfato de amonio.

Liu y sus colegas querían determinar si CRISPR podría facilitar la digestión de este hongo y aumentar su eficiencia de crecimiento, evitando al mismo tiempo la introducción de ADN extraño en el organismo.

Ediciones genéticas clave que aumentan la eficiencia

Para explorar este enfoque, los investigadores eliminaron dos genes vinculados a las enzimas quitina sintasa y piruvato descarboxilasa. La eliminación del gen de la quitina sintasa resultó en una pared celular más delgada, lo que hizo que la proteína interna fuera más accesible para la digestión. La eliminación del gen de la piruvato descarboxilasa afinó el metabolismo del hongo, reduciendo la cantidad de nutrientes necesarios para la producción de proteínas.

Sus análisis revelaron que la cepa modificada, denominada FCPD, utilizaba un 44 % menos de azúcar para crear la misma cantidad de proteína que la cepa original y lo hacía un 88 % más rápido.

Mucha gente pensaba que cultivar micoproteínas era más sostenible, pero nadie había considerado realmente cómo reducir el impacto ambiental de todo el proceso de producción, especialmente en comparación con otros productos proteicos alternativos, afirma el primer autor, Xiaohui Wu, de la Universidad de Jiangnan.

Huella del ciclo de vida y comparaciones globales

El equipo evaluó la huella ambiental del FCPD a lo largo de todo su ciclo de vida, desde las esporas de laboratorio hasta los productos inactivados similares a la carne, a escala industrial. Modelaron la producción en seis países con diferentes sistemas energéticos, incluyendo Finlandia, que depende en gran medida de las energías renovables, y China, que depende en mayor medida del carbón. En todos los escenarios, el FCPD produjo un menor impacto ambiental que el Fusarium venenatum convencional. A lo largo de todo su ciclo de vida, la producción de FCPD redujo las emisiones de gases de efecto invernadero hasta en un 60 %.

Comparación del FCPD con la proteína animal

Los investigadores también compararon los impactos de la producción de FCPD con los asociados a la cría de animales para la alimentación. En comparación con la producción de pollo en China, el FCPD requirió un 70 % menos de tierra y redujo el potencial de contaminación del agua dulce en un 78 %.

«Alimentos editados genéticamente como este pueden satisfacer la creciente demanda alimentaria sin los costos ambientales de la agricultura convencional», afirma Liu.

Este trabajo contó con el apoyo del Programa Clave de Investigación y Desarrollo de China, el Centro de Investigación Básica de Biología Sintética de Jiangsu, la Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Jiangsu y el Programa de Posgrado de Investigación e Innovación Práctica de la provincia de Jiangsu.

Fuente: ChileBio