ზაფრანის ყველი და კარტოფილის კვერცხი _ მოლეკულური ფერმერობის ეპოქა გვიახლოვდება

მოლეკულური ფერმერობა კვების ინდუსტრიაში ნამდვილ რევოლუციას ახდენს. ტექნოლოგია იყენებს გენეტიკურად მოდიფიცირებულ მცენარეებს, როგორიცაა ზაფრანა, სოია და კარტოფილი, ცხოველური ცილების, კერძოდ კაზეინისა და ოვალბუმინის საწარმოო ფაბრიკებად. ეს მეთოდი ალტერნატიული რძისა და ხორცის კომპონენტების პირდაპირ ყანებში მოყვანის საშუალებას იძლევა, რაც მასშტაბურობას უზრუნველყოფს.

ანალიტიკოსების პროგნოზით, 2034-2036 წლებისთვის მემცენარეობაში ცხოველური ცილის წარმოების მყარი ნიშა ჩამოყალიბდება.

ვინაიდან ცხოველური პროდუქტებზე გლობალური მოთხოვნა იზრდება, ხოლო მეცხოველეობასთან დაკავშირებული სათბურის აირების ემისია, მიწათმოქმედება და წყლის მოხმარება სერიოზულ გამოწვევად რჩება, მეცნიერები ცხოველური ცილების წარმოების ხელმისაწვდომ და მასშტაბურ ტექნოლოგიებს ეძებენ.

რძის ცილა მცენარეულ უჯრედებში

ცოტა ხნის წინათ, იერუსალიმის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა კომპანია „მირუკუსთან“ (Miruku) ერთად დაამტკიცეს, რომ მცენარეებს ბეტა–კაზეინის გამომუშავება შეუძლიათ.

ბეტა-კაზეინი რძის მთავარი ცილაა (მთელი კაზეინის დაახლოებით 30%-ს შეადგენს). ჟურნალ Frontiers in Plant Science-ში გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით, მეცნიერებმა გამოზარდეს არაბიდოპსისის მოდიფიცირებული მოდელური მცენარე, რომელმაც თესლში ძროხის რძის კაზეინის მიცელების (რძეში შემავალი ცილოვანი კომპლექსები) მსგავსი სტრუქტურები ჩამოაყალიბა ისე, რომ თესლმა აღმოცენების უნარი არ დაკარგა. როგორც მკვლევრებმა დაადგინეს, რძის ცილა სამიზნე ვაკუოლებში არ გროვდებოდა, არამედ თესლის უჯრედებში არსებული ცხიმოვანი სხეულების გარშემო თვითორგანიზება განიცადა.

როგორც კვლევის ერთ-ერთი ავტორი, იერუსალიმის ებრაული უნივერსიტეტის პროფესორი ოდედ შოსიოვი აღნიშნავს, ეს მოულოდნელი აღმოჩენა მეცნიერებს უკეთ აგებინებს, თუ როგორ ამუშავებს  მცენარე რთულ ცილებს. ყველაზე წარმატებულმა მცენარეებმა ბეტა-კაზეინი თესლის ხსნადი ცილის საერთო რაოდენობის დაახლოებით 1,26%-ის ოდენობით გამოიმუშავეს, რაც მცენარეებში კაზეინის წარმოების წინა მაჩვენებლებზე შესამჩნევად მაღალია.

ტექნოლოგია უკვე გადატანილია ზაფრანაზე, გვალვაგამძლე ზეთოვან კულტურაზე, რომელიც იდეალურად ეგუება ცხელ კლიმატს. თესლიდან მიღებული ცილა და ცხიმი (ე.წ. „მირუკუს კრიმი“) შესანიშნავ თვისებებს ავლენს დნობისა და ტექსტურის შექმნის პროცესში, რაც  ვეგანური ყველითა და იოგურტების დასამზადებლად უაღრესად მნიშვნელოვანია.

მოლეკულური ფერმერობის პრაქტიკული მაგალითები

ამ მიმართულებით, რასაც მცენარეული მოლეკულური ფერმერობა (Plant Molecular Farming) ეწოდება, დღეს მრავალი კომერციული პროექტი ხორციელდება:

• კაზეინი სოიადან (Nobell Foods / Alpine Bio, აშშ) _ კომპანიამ წარმატებით შეძლო სოიას პარკების მოდიფიცირება კაზეინის საწარმოებლად, რომელიც ძროხის კაზეინის მსგავსია  და განკუთვნილია მცენარეული ყველის დასამზადებლად, რომელიც ნამდვილი ყველივით იწელება და დნება;
• მზა თხევადი „რძის“ ბაზა სოიიდან (NewMoo, ისრაელი) _ სტარტაპმა გამოზარდა სოია, რომელიც ერთდროულად რამდენიმე სახის კაზეინს გამოიმუშავებს. თესლიდან მიიღება კაზეინი, რომელიც სრულად მზადაა ტრადიციული ყველის ამოსაყვანად;
• რძის ცილები იონჯაში (Mozza Foods, აშშ) _ მეცნიერები რძის ცილების მისაღებად იყენებენ იონჯას, რომელიც სეზონზე რამდენიმე მოსავლის მოწევის საშუალებას იძლევა;
• კვერცხის ცილა კარტოფილში (PoLoPo, ისრაელი) _ მკვლევრებმა ჩვეულებრივი კარტოფილის ტუბერებში ოვალბუმინის, ქათმის კვერცხის ძირითადი ცილის, დაგროვება ისწავლეს, რაც მეფრინველეობის ფაბრიკების გარეშე ცილის მიღების საშუალებას იძლევა;
• ხორცის ცილა სოიაში (Moolec Science, ლუქსემბურგი/არგენტინა) _ სოიაში ღორის გენების დანერგეს შედეგად სოიას პარკები ვარდისფერ იღებს და ცხოველურ მიოგლობინს შეიცავს,  რაც სოიასგან მიღებულ მცენარეულ ხორცს ნამდვილ გემოსა და ტექსტურას ანიჭებს;
• მიოგლობინი სიმინდში (IngredientWerks, აშშ) _ შექმნილია ცხოველური რკინის შემცველი ცილით გამდიდრებული სიმინდი, რომელიც ალტერნატიული პროდუქტების კვებით ღირებულებას აუმჯობესებს.

როგორ ესადაგება მცენარეული ცილები ნამდვილ ცხოველურს?

მცენარეულ უჯრედებში გამოზრდილი ცხოველური ცილები სტრუქტურულად და ქიმიურად სრულად იდენტურია ტრადიციულისა. მოლეკულური ბიოლოგები მცენარის დნმ-ში ზუსტად იმ გენეტიკურ თანმიმდევრობებს ნერგავენ, როგორიც ძროხას ან ქათამს აქვს. შედეგად, მცენარეული უჯრედები გამოიმუშვებს ცილას, რომელიც ამინომჟავური თანმიმდევრობით ორიგინალისგან არ განსხვავდება.

ასეთი ცილა ზუსტად იმავე ბიოლოგიურ და ტექნოლოგიურ ფუნქციებს ასრულებს. მაგალითად, მცენარეული ბეტა-კაზეინი კალციუმთან და ფოსფორთან დაკავშირებით აყალიბებს მიცელებს, რის ხარჯზეც მცენარეული რძე მყარდება და ნამდვილივით დნება. მსგავსი ვითარებაა კვერცხის ოვალბუმინისა და ხორცის მიოგლობინის შემთხვევაშიც. ერთადერთი ნიუანსი, რომელზეც მეცნიერები მუშაობენ, არის პოსტრანსლაციური მოდიფიკაცია (მაგალითად, გლიკოზირირება), თუმცა თანამედროვე ბიოტექნოლოგიები აბსოლუტური ბიოეკვივალენტობის მიღწევის საშუალებას იძლევა.

2026 წელს ტექნოლოგიამ თეორიული სივრცე უკან მოიტოვა და უკვე ინოვაციების კომერციალიზაციის პირველი ტალღა მიმდინარეობს. სტარტაპები იღებენ პირველ ნებართვებს იმ მცენარეების მოსაყვანად, რომლებიც ცხოველურ ცილებს გამოიმუშავებენ.

უახლოესი 3–5 წლის განმავლობაში (2029–2031 წლებში) მოსალოდნელია სურსათის მარეგულირებელი უწყებების მასშტაბური რევიზიის გავლის პროცესი და მაღაზიების თაროებზეც გამოჩნდება ჰიბრიდული პროდუქტები: მცენარეული ყველები, იოგურტები და ძეხვები, რომლებიც ნამდვილ ცხოველურ ცილებს შეიცავს. ხოლო 7–10 წლის შემდეგ (2033–2036 წლებისთვის) დადგება ეპოქა, როდესაც გლობალური ბაზარი რამდენჯერმე გაიზრდება და მომხმარებელი სრულად შეეჩვევა „ზაფრანის რძისა“ და „სოიას ხორცის“ ცილისგან დამზადებულ პროდუქტებს.

მოამზადა გიორგი მაისურაძემ