Et görmekten bıktınız mı? Genetiği düzenlenmiş, ete benzeyen mantarı deneyin

Vakumla kapatılmış et paketlerinin yer aldığı market reyonunun yanından geçerken çok belli olmayabilir ama dünya protein kıtlığının eşiğinde. Hayvan tabanlı proteinde küresel talebin 2050 yılında iki katına ulaşması bekleniyor ve bitki tabanlı alternatifler mevcut olsa da; bu ürünlere yönelik coşku son yıllarda azaldı. Gelişmekte olan bu protein sorununun olası çözümlerinden biri de genetiği düzenlenmiş mantar.

Çin'deki Jiangnan Üniversitesinde çalışan araştırmacılar CRISPR gen düzenleme teknolojisini kullanarak, halihazırda ete alternatif olarak tüketilen bir mantarı (Fusarium venenatum) alıp DNA'sını kurcalamış ve onu sindirimi daha kolay, üretimi daha maliyetsiz bir hale getirmişler. Ortaya çıkan sonuç, ölçeklenmesi halinde tadı et gibi olan ve çevre bakımından geleneksel besi hayvanlarından ve hatta hücre kültürüyle "laboratuvarda yetiştirilen" etten daha küçük bir ayakizine sahip olabilecek, genetik mühendisliği ürünü bir mantar. Çalışmanın bulguları Trends in Biotechnology bülteninde yayımlandı.

Makale yazarlarından Yard. Prof. Xiao Liu, "Genlerini değiştirerek hem daha besleyici hem de çevreye daha dost olan bir mantar yapmayı başardık" diyor bir açıklamasında. "Bunun gibi genetiği düzenlenmiş gıdalar, artan gıda taleplerini geleneksel çiftçiliğin çevresel maliyetleri olmadan karşılayabilir."

Mantarın 'ete' dönüştürülmesi

Mantar ve başka mikroplardan protein alternatiflerinin çıkarılması yeni bir şey değil. Süreç genelde bir mikrop seçerek, onu çelik bir biyoreaktörde yetiştirmeyi kapsıyor. Biyoreaktörün içindeyken, genelde şeker ve mineral kombinasyonundan oluşan sürekli bir besin tedariğiyle besleniyor. Bu karışım zamanla gelişip protein bakımından zengin daha büyük bir biyokütleye dönüşüyor ve mikroba göre vıcık vıcık bir bulamaca ya da yumuşak bir ekmek hamuruna benziyor.

Kulağa çok iştah açıcı gibi gelmediyse, işlem sonucunda ortaya çıkan bu biyokütle sonrasında işlenerek yüksek protein içeren çeşitli besinlere dönüştürülebiliyor. Sığır veya domuz yetiştirmenin aksine, mikrobiyal yetiştiricilik mevsimlere veya sıcaklık dalgalanmalarına bağımlı değil. Hayvan proteinlerinin üretimi dünyanın sera gazı yayılımlarının yüzde 37 civarından sorumlu olabildiğinden, bu yöntem daha sürdürebilir de olabilir.

Bir çeşit hayvan yemi olan ve Pruteen ismini taşıyan ilk ticari mikrobiyal protein ürününün tarihi aslında 1970'lere kadar uzanıyor. Diğer bazı çeşitleri ise günümüzde market raflarında insanların tüketimi için hazır bekliyor.

Fusarium veneatum'un gücü

İş mantar ile bu alternatiflerin yapılmasına geldiğinde, mühendisler protein tarımı için uzun süredir Fusarium venenatum'u tercih ediyor çünkü ete çok benzeyen bir doku meydana getiriyor. Fakat üretim süreci mükemmel değil. Bu özel mantarın kalın hücre duvarları, insanların onu sindirmesini zorlaştırıyor ve bir protein alternatifi biçiminde kullanışlı olacak biyokütleye ulaşması için önemli miktarda kaynak gerektiriyor. Özellikle mikrobiyal proteinin cazibesinin bir kısmı geleneksel hayvan tarımıyla çevreye verilen etkiyi azaltmaksa, bu durum bir problem teşkil ediyor.

CRISPR'ın gücü burada devreye giriyor. Liu ve meslektaşları mantarın DNA'sındaki belli genleri belirleyerek devre dışı bırakıp, aynı anda hem sindirilebilirliği hem de genel üretim verimliliğini artırıp artıramayacaklarını görmek istemişler. Doğru hedefleri bulmaları biraz zaman almış ama sonunda kitin sentaz ve piruvat dekarboksilaz ile ilişkili genleri kaldırmışlar. Kitin sentaz ile ilişkili enzimlerin giderilmesi, mantarın hücre duvarındaki bütünlüğü azaltmış ve sindirilmesini kolaylaştırmış. Bu sırada piruvat dekarboksilaz ile ilişkili genlerin ortadan kaldırılması da mantarın metabolizmasında ince ayar yapıp, protein üretmek için gereken besin miktarını azaltmış.

Bu yeni ve düzenlenmiş DNA'lı soy hattında aynı proteini üretmek için genetiği değiştirilmemiş soya göre yüzde 44 daha düşük şeker kullanılmış. Esas mantardan da yüzde 88 daha hızlı protein üretilmiş. Bu rakamları başlangıç noktası olarak kullanan araştırma takımı, mantarı büyük ölçekte üretmenin geleneksel hayvan proteinine kıyasla çevreye olan etkisini canlandırmış. Belli illerde kullanılabilen tarımsal altyapı tipi gibi birçok etmen bulunsa da; araştırmacılar genetiği değiştirilmiş bu mantarın tavuklar ile aynı miktarda protein üretmesi için yüzde 70 daha düşük bir arazi gerekeceğini aktarıyor.

Bilim insanları makalede şöyle yazıyor: "Hepsi birlikte düşünüldüğünde bu çalışma, CRISPR/Cas tabanlı teknolojinin MP'nin [mikrobiyal protein] besinsel özellikleri ile sürdürülebilirliğini aynı anda zenginleştirebilen güçlü bir gen düzenleme aracı olduğu yönünde ikna edici bulgular sağlıyor. Böylelikle alternatif protein endüstrisinin uzun vadeli gelişimine yardımcı olacağız."

Hayvan tüketmeyi azaltmayı söylemesi kolay, yapması zor

Bu yeni bulguların ortaya çıktığı şu sıralarda, protein alternatiflerinde hızlı bir değişim dönemi yaşanıyor. Beyond Meat ve Impossible Foods gibilerce sunulan bitki tabanlı popüler et ürünleri 2010'ların ortalarında önemli ticari başarı yakalasa da; markaların satışları son zamanlarda azalış sergiledi. Haklı olsun ya da olmasın, hayvansal proteine göre daha yüksek seviyelerde sodyum ve başka katkılar içerdikleri için de artan miktarda eleştiriyle karşı karşıya kaldılar.

Bir laboratuvarda hayvan hücrelerinden yetiştirilen hayvan proteini anlamına gelen kültür eti popüler bir ilgi odağı olmasının yanında milyarlarca dolar yatırım çekiyor. Müşteriler de meraklı: Purdue Üniversitesinin 2024 yılında yürüttüğü bir ankette, katılımcıların üçte ikisi bir lokantada kültür eti veya tavuğunu deneyeceklerini söylemiş.

Bu tip kültür proteinleri halen ana akım erişilebilirlikten yıllarca uzakta olsa da (laboratuvarda yetiştirilen tek bir tavuk nuggetını üretmek yaklaşık 50 dolara mal oluyor), şimdiden olumsuz tepkilerle karşı karşıya. Birleşik Devletler'de Florida ve Mississippi'nin de içinde bulunduğu birkaç eyalet, halihazırda kültür etinin üretimini veya satışını yasaklayan yasa tasarıları geçirdi. Üstelik bu Amerika'ya özgü benzersiz bir versiyon da değil. Geçtiğimiz yıl İtalya resmi olarak kültür eti veya hayvan yeminin üretimini, satışını veya ihracını yasaklayan ilk ülke oldu.

Söylenebilecek tek şey, mantar gibi fermente mikrobiyal et alternatiflerinin yıkılması zor birtakım bariyerlerinin olabileceği; özellikle de protein yönünden zengin beslenme şekillerine yönelik küresel talep fırlarken. Genetiği düzenlenmiş mantar ürünlerinin daha fazla kullanılması, daha düşük miktarda arazi ve kaynağın çiftlik hayvanlarının yetiştirilmesine adanması ve son günlerini kesimhanede geçiren hayvanların azalması anlamına gelebilir.

Yazar: Mack DeGeurin/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.