Fontes de energia para a carne artificial: agora é possível cultivar proteína muscular nos cloroplastos de plantas de alface e tabaco
O ADN de um componente essencial do músculo foi inserido nos cloroplastos do tabaco e da alface com uma «pistola genética», abrindo caminho para a produção de carne cultivada a partir de plantas
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Talvez a escolha pessoal mais eficaz que possamos fazer para reduzir a nossa pegada ambiental seja comer menos carne. Isto porque a pecuária exige a reserva de terras valiosas para o cultivo de forragem, ao mesmo tempo que consome grandes quantidades de água doce e contribui para o aquecimento global através da emissão de metano e óxido nitroso. Pelo menos tão importante para muitos consumidores é o desejo de evitar o sofrimento dos animais. Por estas razões, o mercado global de alternativas à carne vale atualmente entre 6,7 mil milhões e 8,1 mil milhões de euros por ano, e prevê-se que cresça entre 8,1% e 12,3% ao ano durante a próxima década.
Um método comum para produzir carne sintética é a engenharia microbiana, em que genes que codificam proteínas animais são inseridos no genoma de bactérias ou leveduras para produção em massa em biorreatores. Mas agora, os cientistas desenvolveram uma alternativa promissora como prova de princípio.
«Demonstramos aqui que as plantas podem ser geneticamente modificadas para produzir a proteína animal mioglobina (Mb) nos seus cloroplastos, as fábricas de energia responsáveis pela fotossíntese. Isto poderá proporcionar uma forma mais sustentável de produzir um ingrediente importante para produtos de carne à base de plantas», afirmou a Dra. Alexia Groff, investigadora do Imperial College London. Os resultados foram publicados na revista «Frontiers in Plant Science».
Fortalecer as plantas
A mioglobina é um componente importante do coração e do músculo esquelético dos vertebrados. A mioglobina é rica em ferro, razão pela qual a carne tem um sabor metálico e umami, enquanto o oxigénio a ela ligado confere à carne a sua cor vermelha. Groff e os seus colegas começaram por clonar os genes da mioglobina de suíno e de bovino. Em seguida, utilizaram uma chamada «pistola genética» para introduzir fisicamente cópias dos genes nos cloroplastos de plântulas de tabaco e alface em laboratório. Os testes confirmaram que algumas plântulas tinham posteriormente integrado o gene no genoma curto e em forma de anel dos seus cloroplastos. As plantas foram depois cultivadas até à idade adulta, floresceram e produziram sementes, tendo a sua descendência herdado o transgene.
Para comparação, os autores também inseriram o gene no genoma nuclear, muito maior, de ambas as espécies vegetais, bem como no cloroplasto da alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii.
«Devido à sua ascendência bacteriana e ao elevado número de cópias por célula, os cloroplastos são, em geral, muito mais eficientes na produção de grandes quantidades de proteínas do que o núcleo celular», afirmou Groff. «Neste caso, utilizámos o tabaco porque é a melhor planta-modelo para o desenvolvimento desta tecnologia, e a alface porque é uma cultura comestível que poderá, eventualmente, ser utilizada para a produção de ingredientes alimentares.»
As medições realizadas por cromatografia líquida-espectrometria de massa revelaram que o rendimento em mioglobina foi de aproximadamente 800 mg por quilograma de peso seco de tabaco e 810 mg por quilograma de peso seco de alface. Este valor foi, pelo menos, três vezes superior ao rendimento obtido em plantas de tabaco com o transgene inserido no genoma nuclear. A carne verdadeira contém entre 8,1 e 11,2 mg de mioglobina por grama de peso seco.
«Apesar disso, o cultivo de plantas é muito mais eficiente em termos de recursos do que a produção pecuária; consequentemente, a mioglobina de origem vegetal poderia atingir rendimentos proteicos por hectare que rivalizam — ou até potencialmente excedem — os da pecuária, ao mesmo tempo que beneficia de um consumo de água e de emissões de gases com efeito de estufa substancialmente mais baixos», escreveram os autores.
Semeando o futuro da produção
Quais são os próximos passos antes de a descoberta poder ser comercializada?
«A mioglobina poderia ser extraída das folhas e purificada utilizando métodos industriais de purificação de proteínas. Uma vez que é idêntica à mioglobina animal, poderia então ser adicionada como ingrediente a produtos de carne à base de plantas para melhorar a sua cor, sabor e valor nutricional», explicou Groff.
«Esperamos que a alface comestível, modificada para expressar mioglobina, possa também, um dia, servir como um alimento biofortificado enriquecido com ferro heme, dependendo da aprovação legislativa», acrescentou a coautora Dra. Kyoko Morimoto, diretora científica da Kyomei, uma startup de biotecnologia vegetal sediada em Cambridge que financiou parcialmente a investigação.
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