Czy białka z drożdży lub z bakterii zrewolucjonizują przemysł spożywczy?

Mleko prosto od mamuta
Krowie mleko bez krów? Kurze jajka bez kur? Żelatyna z mastodontów? Wszystko to już możliwe dzięki zmodyfikowanym genetycznie drożdżom i bakteriom.
Żelatyna wytworzona z kolagenu mastodontów
i3d/123 RF

Żelatyna wytworzona z kolagenu mastodontów

Można już produkować mleko z drożdży, a także białko kurzych jajek.
eyetoeyePIX/Getty Images

Można już produkować mleko z drożdży, a także białko kurzych jajek.

Sztucznie wyhodowana przędza z białek pająka trzykrotnie bardziej wytrzymała niż kevlar
Kiyoshi Ota/Bloomberg/Getty Images

Sztucznie wyhodowana przędza z białek pająka trzykrotnie bardziej wytrzymała niż kevlar

Alexander Lorestani, współzałożyciel kalifornijskiej firmy Geltor, początkowo nie planował robić żelków z wymarłych około 11 tys. lat temu mastodontów. Miało być bardziej przyziemnie – produkcja żelatyny ze świń czy krów, tyle że bez świń i krów. Lorestani i jego partner Nick Ouzounov chcieli wejść na rynek wegański i wegetariański, dostarczać żelatynę identyczną z tą produkowaną ze skór czy ścięgien zwierząt, ale bez konieczności dostaw z rzeźni. A zapotrzebowanie na żelatynę jest ogromne – mówi Lorestani. Żelatyna to nie tylko składnik galaretek czy misiów żelków, ale też lodów, jogurtów i serków topionych, witamin w tabletkach, szamponów i kremów przeciwzmarszczkowych. Czasem używana jest nawet przy produkcji wina. Żelatyna bez zwierząt byłaby zaś nie tylko bardziej etyczna – oznaczałaby również dużo mniejsze ryzyko, że wyhodujemy sobie niebezpieczne szczepy bakterii odpornych na antybiotyki (farmy krów czy świń to istne wylęgarnie takich mikrobów). Jak więc zrobić żelatynę bez konieczności gotowania skór i ścięgien? Lorestani i Ouzounov, obaj z wykształcenia biolodzy molekularni, zaczęli od zwykłych drożdży.

Historia relacji ludzi i drożdży sięga co najmniej 9 tys. lat – mieszkańcy prowincji Henan w Chinach już wtedy warzyli fermentowany przez drożdże napój z ryżu, miodu i owoców (wiemy to z analiz chemicznych porozbijanych antycznych naczyń). Później dołączyły do tego chleb, piwo, wino. W przypadku klasycznej fermentacji – tej używanej choćby do wypieku chleba – drożdże produkują dwutlenek węgla i etanol. Mogą jednak wydzielać ogromne ilości innych substancji, w tym białek. W naturze drożdże wydzielają białka, aby naprawiać swoją ścianę komórkową lub bronić się przed innymi grzybami. To zaś, że mają nieskomplikowane struktury komórek i małą liczbę genów, pozwala na „zatrudnienie” ich do produkcji białek pożytecznych dla ludzi. Najpierw trzeba je jednak przeprogramować.

Podstawą są drożdże i bakterie

Przemysł farmaceutyczny był pierwszym, który porwał się na manipulację genetyczną drożdży i bakterii z gatunku Escherichia coli, które również świetnie się sprawdzają jako minifabryki białek. W 1980 r. amerykańska Agencja Żywności i Leków (FDA) zaaprobowała wypuszczenie na rynek pierwszego leku z białek rekombinowanych, czyli wytwarzanych przez bakterie czy drożdże w wyniku oddziaływania obcego gatunkowo genu – była to insulina pozyskiwana z bakterii E. coli. Dziś takich leków są dziesiątki, a ich rynek wyceniany jest na miliardy dolarów. Jest więc i „drożdżowa” szczepionka przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby, leki na cukrzycę, raka, miażdżycę.

Do niedawna technologie inżynierii genetycznej do produkcji białek rekombinowanych były zbyt drogie, by stosować je do wytwarzania żywności czy produktów codziennego użytku. W ciągu ostatnich kilku lat sytuacja jednak diametralnie się zmieniła. Cena syntetycznego DNA (koniecznego do przeprogramowania drożdży lub bakterii) zmalała aż o 85 proc. między 2009 a 2014 r. Drastycznie spadły też ceny oprogramowania komputerowego i robotów używanych do inżynierii mikrobów.

Z drugiej zaś strony przybyło inwestorów chętnych ładować pieniądze w technologie synbio, czyli biologii syntetycznej (z ang. synthetic biology). W samym 2015 r. firmy synbio w Stanach Zjednoczonych zdobyły rekordowe 560 mln dol. inwestycji. To dzięki temu Lorestani i Ouzounov mogli się zabrać za produkcję żelatyny bez zwierząt, a konkretnie kolagenu, białka znajdującego się w skórze, kościach i chrząstkach zwierząt, z którego żelatynę się wytwarza. Aby wyselekcjonowane przez nich drożdże zaczęły wydzielać kolagen, trzeba było wprowadzić do ich genomu np. geny świń odpowiedzialne za syntezę kolagenu.

Sekwencje genów kodujących kolagen bardzo wielu zwierząt są dostępne w darmowych publicznych bazach danych w internecie – mówi Lorestani. – Jeśli więc chcesz np. zrobić kolagen owcy, wyszukujesz sekwencję w bazie danych i idziesz z nią do firmy specjalizującej się w drukowaniu syntetycznych fragmentów DNA. Taka firma odpowiednio połączy te wszystkie A, T, C, G, z których składa się DNA, czyli adeninę, tyminę, cytozynę i guaninę. Później gotowe, wydrukowane DNA przychodzi do ciebie w kopercie. Kiedy Lorestani i Ouzounov składali pierwsze zamówienie na DNA, wybrali kolagen typowych zwierząt, krów i świń, ale również, nieco dla żartów, złożyli zamówienie na fragmenty DNA kodujące kolagen mastodontów, których sekwencje, o dziwo, również można znaleźć w internecie. Kiedy biolodzy otwarli pierwszą kopertę, okazało się, że zawiera właśnie syntetyczne DNA wymarłych ssaków. – Wyszło na to, że szybciej możemy wyprodukować żelatynę z mastodontów niż ze świń – śmieje się Lorestani.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną