Jamur CRISPR: Kaya protein, berkelanjutan, dan bercita rasa seperti daging

• Teknologi penyuntingan gen CRISPR digunakan untuk mengembangkan strain jamur baru yang lebih efisien, lebih bergizi, dan lebih berkelanjutan dibanding sebelumnya
• Jamur ini adalah Fusarium venenatum, spesies yang memiliki rasa dan tekstur mirip daging dan telah disetujui untuk pangan di berbagai negara
• Tim peneliti menghapus gen chitin synthase dan gen pyruvate decarboxylase untuk meningkatkan daya cerna dan efisiensi metabolisme
• Strain baru FCPD mengurangi penggunaan gula sebesar 44% dan meningkatkan kecepatan produksi sebesar 88% saat menghasilkan protein, serta menurunkan emisi gas rumah kaca hingga 60%
• Teknologi ini dinilai sebagai kemajuan penting yang dapat sekaligus mewujudkan produksi pangan berkelanjutan dan pengurangan beban lingkungan

---

Strain protein baru yang dikembangkan dengan CRISPR

• Tim peneliti menggunakan teknologi penyuntingan gen CRISPR untuk mengembangkan strain Fusarium venenatum yang lebih efisien dan lebih bernilai gizi dibanding strain yang ada
  • Jamur ini sudah dikenal memiliki rasa dan tekstur mirip daging, sehingga telah disetujui untuk pangan di banyak negara
  • Hasil penelitian ini diterbitkan di jurnal Trends in Biotechnology
• Karena pertanian hewan saat ini menyumbang sekitar 14% emisi gas rumah kaca global, riset ini menjawab kebutuhan akan protein alternatif yang ramah lingkungan

Proses penyuntingan gen dan peningkatan fungsi

• Tim peneliti mengoptimalkan struktur dan metabolisme jamur dengan menghapus dua gen
  • Pertama, gen chitin synthase dihapus untuk menipiskan dinding sel sehingga meningkatkan kemudahan pencernaan dan bioavailabilitas protein
  • Kedua, gen pyruvate decarboxylase dihapus untuk meningkatkan efisiensi metabolisme
• Hasilnya, strain baru FCPD menggunakan 44% lebih sedikit gula untuk menghasilkan jumlah protein yang sama, dan dapat diproduksi dengan kecepatan 88% lebih tinggi

Keunggulan lingkungan dan efisiensi produksi

• Dalam produksi skala besar, FCPD dapat mengurangi emisi gas rumah kaca hingga 60% dibanding produksi protein jamur konvensional
• Dibandingkan produksi daging ayam di Tiongkok, strain ini menunjukkan pengurangan penggunaan lahan sebesar 70% dan penurunan risiko pencemaran air tawar sebesar 78%
• Hasil ini menunjukkan bahwa strain tersebut merupakan sumber protein dengan jejak lingkungan rendah, terlepas dari lokasi produksinya

Makna sebagai teknologi pangan berkelanjutan

• Tim peneliti menyatakan bahwa pangan hasil penyuntingan gen seperti ini dapat memenuhi permintaan pangan global tanpa menanggung biaya lingkungan dari pertanian konvensional
• Studi ini dinilai sebagai kemajuan besar di bidang teknologi pangan berkelanjutan
• Makalah terkait tersedia dalam akses terbuka, dan informasi tambahan dapat ditemukan di situs EurekAlert! dan Cell

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Kendala terbesar dalam menjadikan single-cell protein (SCP) sebagai pangan adalah kandungan asam nukleat yang tinggi
  Asam urat terbentuk dalam proses metabolisme sehingga jumlah konsumsinya menjadi terbatas. Karena sintesis RNA harus aktif agar produktivitas protein tinggi, masalah ini bersifat struktural
  Dalam makalah disebutkan bahwa setelah fermentasi, perlakuan panas menurunkan kandungan asam nukleat hingga di bawah 0.75/100g, tetapi proses ini juga menyebabkan kebocoran membran sel dan kehilangan biomassa yang besar. Fenomena yang sama juga dilaporkan pada proses produksi Quorn
  Dalam eksperimen, hasil akhirnya hanya sekitar 35%, sementara rasio protein dan kitin meningkat. Karena itu diusulkan strategi untuk mengonsentrasikan cairan fermentasi dan mengubahnya menjadi pupuk larut air agar layak secara ekonomi
  Penjelasan terkait dibahas lebih rinci pada bab 3 makalah ini

  • Daripada memakan seluruh sel, menurut saya lebih baik memakai jamur hasil modifikasi genetik seperti Trichoderma untuk mensekresikan protein ke medium kultur
    Dengan begitu, sel dan medium bisa dipisahkan lewat filtrasi dan ultrafiltrasi untuk memperoleh bubuk protein murni. Bahkan sudah ada upaya memproduksi whey protein atau protein putih telur dengan cara ini
    Namun ada kasus sebuah startup digugat karena pemisahannya buruk. Teknologinya belum sempurna, tetapi prinsipnya masuk akal
    Saya sendiri juga biasa memenuhi sebagian besar asupan protein dengan whey protein, jadi saya berharap produksi berbasis jamur ini berhasil
    Trichoderma pada dasarnya memang organisme yang mensekresikan enzim, jadi mengubahnya agar mensekresikan whey protein alih-alih enzim relatif sederhana. Sebaliknya, pendekatan seperti Quorn yang mencoba menjadikan sel itu sendiri sebagai pangan jauh lebih rumit
    Secara pribadi saya rasa peningkatan kualitas pangan nabati lebih bernilai daripada meniru daging, tetapi di AS kemungkinan yang terakhir lebih menghasilkan uang
  • Akhirnya vegan juga bisa kena asam urat
  • Menurut penelitian terbaru, faktor genetik punya pengaruh besar terhadap asam urat
    Artikel terkait: tautan ScienceAlert
  • Cukup mengejutkan bahwa organisme bersel tunggal punya rasio materi inti jauh lebih tinggi daripada daging

• Studi ini memakai versi hasil penyuntingan genetik dari Fusarium venenatum yang digunakan oleh Quorn
  Menurut makalahnya, pendekatan ini lebih ramah lingkungan daripada ayam atau daging budidaya. Jika sampai layak secara ekonomi juga, ini akan menjadi kemajuan besar

  • Kemungkinan besar lobi industri unggas akan mencoba menghalanginya. Semoga konsumen sadar dan meresponsnya
  • Saya suka produk pengganti daging, tetapi Quorn memicu gejala IBS. Saya lebih memilih memenuhi protein dari kacang-kacangan dan telur
  • Quorn juga memakai proses bioreaktor industri, jadi teknologi ini tampaknya bisa diterapkan apa adanya. Hanya saja, jika dinding sel melemah, efisiensi proses bisa turun
  • Neurospora crassa juga jamur yang bagus. Meati menjual produk dengan itu
  • Ayam bisa dibesarkan dengan serangga atau sisa makanan, dan biaya transportasinya hampir nol. Jadi perbandingan lingkungannya mungkin dibesar-besarkan

• Makalah ini menggunakan penyuntingan gen knock-out, yaitu metode yang tidak menyisipkan gen asing
  Dengan waktu dan sumber daya yang cukup, hal seperti ini mungkin juga bisa dicapai lewat pemuliaan tradisional, jadi di UE mungkin bisa dijual tanpa label GMO

  • Sebenarnya susunan gen apa pun pada akhirnya bisa muncul secara alami jika waktunya cukup lama. Memakai CRISPR tetapi tetap tidak dilabeli GMO terasa seperti kontradiksi regulasi

• Saya seorang vegetarian. Klaim “rasanya seperti daging” itu berlebihan. Masalah sebenarnya ada pada teksturnya
  Impossible Burger mungkin yang paling mendekati, tetapi kebanyakan pengganti daging berbasis jamur tetap sangat berbeda

  • Saya omnivor, tetapi pernah makan pengganti kalkun dari Quorn dan rasanya cukup mirip. Tidak sempurna, tetapi menurut saya lebih baik daripada kalkun asli yang kering

• Setahu saya kitin, seperti selulosa, tidak bisa dicerna manusia
  Makalah itu menyebutkan bahwa gen sintesis kitin dihapus untuk menipiskan dinding sel. Ini juga bisa membantu mengurangi penyakit zoonosis seperti flu burung

  • Dalam pakan ikan, kitin dipakai sebagai serat. Tetapi saya jadi penasaran, kalau seseorang alergi krustasea apakah ia juga akan bereaksi terhadap kitin
  • Saya penasaran mekanisme pastinya seperti apa sampai bisa mengurangi flu burung

• Produk seperti inilah yang tampaknya menjadi sasaran nyata kritik terhadap “makanan ultra-proses”

  • Kontroversi makanan ultra-proses tampaknya bukan menargetkan produk tertentu, melainkan upaya yang membingungkan untuk mendefinisikan kategori yang dianggap buruk bagi kesehatan
    Misalnya, susu kedelai juga sering diklasifikasikan sebagai makanan ultra-proses, padahal karena diperkaya vitamin dan kalsium, itu adalah sumber nutrisi penting bagi vegetarian
  • Ini bukan sekadar teori konspirasi; ada juga data bahwa semakin sedikit diproses, semakin baik untuk kesehatan

• Saya tertawa melihat ungkapan “Classic belter fare”

  • Lalu muncul lelucon bahwa itu seperti makanan orang yang tinggal di “Caves of Steel”
  • Ditutup dengan “Fut beltalowda” sebagai meme The Expanse

• Makalah yang dikutip artikel adalah tautan makalah Cell Biotechnology

• Sebagai catatan, Fusarium venenatum sudah dipakai selama beberapa dekade oleh perusahaan seperti Quorn untuk memproduksi protein vegan
  Situs resmi Quorn

• Ini terlihat seperti upaya untuk mengemas ulang daging alternatif berbasis jamur yang gagal demi menarik investor
  Sampai keamanan, keekonomian, dan efektivitasnya terbukti, ini tampak seperti sekadar pemasaran sains promosi

  • Quorn juga berbasis jamur, tetapi dijual di seluruh Eropa. Saya pribadi tidak suka, tetapi potensi pasarnya jelas ada