Fonti di energia per la carne sintetica: ora è possibile coltivare proteine muscolari nei cloroplasti delle piante di lattuga e tabacco
Il DNA di un componente fondamentale del muscolo è stato inserito nei cloroplasti del tabacco e della lattuga tramite una “pistola genetica”, aprendo la strada alla produzione di carne coltivata in laboratorio
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Probabilmente la scelta personale più efficace che possiamo fare per ridurre il nostro impatto ambientale è quella di mangiare meno carne. Questo perché l’allevamento richiede di destinare terreni preziosi alla coltivazione di foraggio, consumando al contempo ingenti quantità di acqua dolce e contribuendo al riscaldamento globale attraverso l’emissione di metano e protossido di azoto. Almeno altrettanto importante per molti consumatori è il desiderio di evitare la sofferenza degli animali. Per questi motivi, il mercato globale delle alternative alla carne ha attualmente un valore compreso tra 6,7 e 8,1 miliardi di euro all’anno e si prevede che crescerà tra l’8,1% e il 12,3% ogni anno nel prossimo decennio.
Un metodo comune per la produzione di carne sintetica è l’ingegneria microbica, in cui i geni che codificano le proteine animali vengono inseriti nel genoma di batteri o lieviti per la produzione di massa in bioreattori. Ora, però, gli scienziati hanno sviluppato un’alternativa promettente come dimostrazione di principio.
«Qui dimostriamo che le piante possono essere modificate geneticamente per produrre la proteina animale mioglobina (Mb) nei loro cloroplasti, le “centrali energetiche” della fotosintesi. Ciò potrebbe fornire un modo più sostenibile per produrre un ingrediente importante per i prodotti a base vegetale sostitutivi della carne», ha affermato la dott.ssa Alexia Groff, ricercatrice presso l’Imperial College di Londra. I risultati sono stati pubblicati su *Frontiers in Plant Science*.
Potenziare le piante
La mioglobina è un componente importante del cuore e del muscolo scheletrico dei vertebrati. È ricca di ferro, motivo per cui la carne ha un sapore metallico e umami, mentre l’ossigeno ad essa legato conferisce alla carne il suo colore rosso. La dottoressa Groff e i suoi colleghi hanno innanzitutto clonato i geni della mioglobina suina e bovina. Hanno poi utilizzato una cosiddetta “pistola genetica” per introdurre fisicamente copie dei geni nei cloroplasti di piantine di tabacco e lattuga in laboratorio. I test hanno confermato che alcune piantine avevano successivamente integrato il gene nel breve genoma a forma di anello dei propri cloroplasti. Le piante sono state poi coltivate fino alla maturità, hanno fiorito e prodotto semi, e la loro progenie ha ereditato il transgene.
A titolo di confronto, gli autori hanno inserito il gene anche nel genoma nucleare, molto più grande, di entrambe le specie vegetali, nonché nel cloroplasto dell’alga unicellulare Chlamydomonas reinhardtii.
«Grazie alla loro origine batterica e all’elevato numero di copie per cellula, i cloroplasti sono generalmente molto più efficienti nel produrre grandi quantità di proteine rispetto al nucleo cellulare», ha affermato Groff. «In questo caso, abbiamo utilizzato il tabacco perché è la pianta modello ideale per lo sviluppo di questa tecnologia, e la lattuga perché è una coltura commestibile che potrebbe, in futuro, essere impiegata per la produzione di ingredienti alimentari».
Le misurazioni effettuate mediante cromatografia liquida-spettrometria di massa hanno mostrato che la resa in mioglobina era di circa 800 mg per chilogrammo di peso secco di tabacco e di 810 mg per chilogrammo di peso secco di lattuga. Si trattava di un valore almeno tre volte superiore alla resa ottenuta dalle piante di tabacco con il transgene inserito nel genoma nucleare. La carne vera contiene tra 8,1 e 11,2 mg di mioglobina per grammo di peso secco.
«Ciononostante, la coltivazione delle piante è di gran lunga più efficiente in termini di risorse rispetto alla produzione zootecnica; di conseguenza, la mioglobina di origine vegetale potrebbe raggiungere rese proteiche per ettaro in grado di eguagliare – o addirittura potenzialmente superare – quelle dell’allevamento, beneficiando al contempo di un consumo idrico e di emissioni di gas serra notevolmente inferiori», hanno scritto gli autori.
Piantare un seme per la produzione futura
Quali sono i prossimi passi prima che questa scoperta possa essere commercializzata?
«La mioglobina potrebbe essere estratta dalle foglie e purificata utilizzando metodi industriali di purificazione delle proteine. Poiché è identica alla mioglobina animale, potrebbe poi essere aggiunta come ingrediente ai prodotti a base di carne vegetale per migliorarne il colore, il sapore e il valore nutrizionale», ha spiegato Groff.
«Speriamo che la lattuga commestibile, modificata per esprimere la mioglobina, possa un giorno fungere anche da alimento biofortificato arricchito con ferro eme, previa approvazione legislativa», ha aggiunto la coautrice, la dottoressa Kyoko Morimoto, responsabile scientifico di Kyomei, una startup di biotecnologia vegetale con sede a Cambridge che ha parzialmente finanziato la ricerca.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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