Un hongo modificado que reduce emisiones y sabe a carne

Un estudio reciente, publicado el 19 de noviembre en Trends in Biotechnology, reveló que científicos utilizaron la herramienta de edición genética CRISPR para mejorar la eficiencia en la producción de proteínas de un hongo, al mismo tiempo que disminuyeron su huella ambiental en hasta un 61%, sin introducir ADN extraño. El hongo modificado presenta un sabor similar a la carne y es más fácil de digerir que la cepa natural de la que proviene.

"Existe una demanda popular por proteínas más sostenibles para la alimentación", afirmó el autor principal Xiao Liu de la Universidad de Jiangnan en Wuxi, China. "Logramos hacer que un hongo sea no solo más nutritivo, sino también más amigable con el medio ambiente al modificar sus genes".

Proteína Sostenible y la Necesidad de Alternativas

La agricultura animal representa aproximadamente el 14% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Además, requiere grandes cantidades de tierra y agua dulce, recursos que se ven cada vez más presionados por el cambio climático y la actividad humana. Debido a estos desafíos, las proteínas microbianas, como las que se encuentran en levaduras y hongos, han cobrado atención como alternativas prometedoras a la carne.

Entre las diversas fuentes de micoproteínas estudiadas, el hongo Fusarium venenatum se ha destacado por su sabor y textura que imitan la carne. Este hongo ya ha sido aprobado para el consumo en varias regiones, incluyendo el Reino Unido, China y Estados Unidos.

Por qué se necesitaba mejorar Fusarium venenatum

A pesar de sus ventajas, Fusarium venenatum presenta paredes celulares gruesas que limitan su digestibilidad. Su producción también es intensiva en recursos. Cultivar cantidades modestas de micoproteína requiere insumos significativos, y las esporas deben cultivarse en grandes tanques metálicos llenos de sustratos ricos en azúcar y nutrientes añadidos como el sulfato de amonio.

Cambios Genéticos Clave que Aumentan la Eficiencia

Los investigadores decidieron determinar si CRISPR podría hacer que este hongo fuera más fácil de digerir y más eficiente de cultivar, evitando al mismo tiempo la introducción de ADN extraño en el organismo. Para ello, eliminaron dos genes relacionados con las enzimas quitina sintasa y piruvato descarboxilasa. La eliminación del gen de 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 piruvato descarboxilasa ajustó el metabolismo del hongo, reduciendo la cantidad de nutrientes necesarios para la producción de proteínas.

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

"Muchos pensaban 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 de proteínas alternativas", comentó el primer autor, Xiaohui Wu, de la Universidad de Jiangnan.

Huella de Ciclo de Vida y Comparaciones Globales

El equipo evaluó la huella ambiental de FCPD a lo largo de su ciclo de vida completo, desde esporas en laboratorio hasta productos cárnicos inactivados, a escala industrial. Modelaron la producción en seis países con diferentes sistemas energéticos, incluyendo Finlandia, que depende en gran medida de la energía renovable, y China, que se basa más en el carbón. En cada escenario, FCPD produjo impactos ambientales menores que el Fusarium venenatum convencional. A lo largo de su ciclo de vida completo, la producción de FCPD redujo las emisiones de gases de efecto invernadero en hasta un 60%.

Cómo se compara 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, FCPD requirió un 70% menos de tierra y redujo el potencial de contaminación de agua dulce en un 78%.

"Los alimentos editados genéticamente como este pueden satisfacer la creciente demanda de alimentos sin los costos ambientales de la agricultura convencional", concluyó Liu.

Este trabajo fue apoyado por el Programa Clave de Investigación y Desarrollo de China, el Centro de Investigación Básica de Jiangsu para Biología Sintética, la Fundación de Ciencias Naturales de Jiangsu, y el Programa de Innovación en Investigación y Práctica de Posgrado de Jiangsu.