跳动城乡网随着无动物乳制品和令人信服的素食肉类替代品已经上市，很容易看出生物技术如何改变食品行业。基因工程的进步使我们能够利用微生物生产对消费者健康和环境更健康的零残忍产品。
真菌是最有前途的创新食品来源之一，它是一个多样化的生物王国，能够自然产生大量美味且营养丰富的蛋白质、脂肪、抗氧化剂和风味分子。厨师出身的生物工程师VayuHill-Maini是劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)生物科学领域的附属机构，他正在探索通过修改真菌中已有基因来制造新口味和质地的多种可能性。
加州大学伯克利分校生物工程专家JayKeasling实验室的博士后研究员Hill-Maini说：“我认为合成生物学的一个基本方面是，我们从那些已经进化到真正擅长某些事情的生物体中受益。”。“我们想做的是看看真菌是做什么的，并尝试解锁和增强它。我认为这是一个重要的角度，我们不需要引入来自截然不同物种的基因。我们”我们正在研究如何将事物拼接在一起并解锁已有的东西。”
Hill-Maini及其加州大学伯克利分校、联合生物能源研究所和诺和诺德基金会生物可持续性中心最近发表在《自然通讯》上的论文中，研究了一种名为米曲霉(Aspergillusoryzae)的多细胞真菌，也称为曲霉菌，该真菌已被用于几个世纪以来，东亚地区一直将淀粉发酵成清酒、酱油和味噌。
首先，该团队使用CRISPR-Cas9开发了一种基因编辑系统，可以对曲霉基因组进行一致且可重复的改变。一旦他们建立了编辑工具包，他们就应用他们的系统进行修改，将霉菌提升为食物来源。
首先，Hill-Maini专注于促进霉菌产生血红素，血红素是一种铁基分子，存在于许多生命形式中，但在动物组织中含量最丰富，赋予肉以颜色和独特的风味。(合成生产的植物血红素也赋予了ImpossibleBurger肉类欺的特性。)接下来，研究小组大力提高了麦角硫因的产量，麦角硫因是一种仅在真菌中发现的抗氧化剂，与心血管健康益处相关。
经过这些变化，曾经白色的真菌变成了。只需最少的准备工作(除去多余的水并研磨)，收获的真菌就可以制成肉饼，然后煎成看起来诱人的汉堡。
Hill-Maini的下一个目标是通过调整控制霉菌质地的基因，使真菌更具吸引力。“我们认为，通过改变细胞的纤维状形态，有很大的空间来探索质地。因此，我们也许能够将大量纤维的结构编程得更长，从而提供更像肉的体验。然后我们可以考虑增加脂质成分，以获得口感和进一步的营养，”在这项研究期间担任加州大学伯克利分校米勒基础科学研究所研究员的Hill-Maini说。“我真的很兴奋我们如何能够进一步研究这种真菌，并且修补它的结构和食物代谢。”
尽管这项工作只是利用真菌基因组创造新食物的旅程的开始，但它展示了这些生物体作为易于生长的蛋白质来源的巨大潜力，避免了当前肉类替代品和肉类替代品的复杂成分列表。成本障碍和技术困难阻碍了细胞培养肉的推出。此外，该团队的基因编辑工具包对于整个合成生物学领域来说是巨大的飞跃。
目前，各种各样的生物制品是由工程细菌和酵母(蘑菇和霉菌的单细胞表亲)制成的。然而，尽管人类驯化真菌直接食用或制作味噌等主食的历史悠久，但多细胞真菌尚未在同等程度上被用作工程细胞工厂，因为它们的基因组要复杂得多，并且具有适应性，这使得基因编辑成为一项挑战。本文开发的CRISPR-Cas9工具包为轻松编辑曲霉菌及其许多亲缘植物奠定了基础。
“这些生物体几个世纪以来一直被用来生产食物，它们在将碳转化为各种复杂分子方面非常高效，其中包括许多使用啤酒酵母或大肠杆菌等经典宿主几乎不可能生产的分子，”伯克利实验室的高级科学家、加州大学伯克利分校的教授杰伊·基斯林说。
“通过开发这些工具来解锁曲霉，我们正在释放大量新宿主的潜力，我们可以用它们来制造食品、有价值的化学品、高能量生物燃料和药物。这是一条令人兴奋的生物制造新途径”。
鉴于他的烹饪背景，Hill-Maini热衷于确保下一代基于真菌的产品不仅美味，而且真正受到客户(包括那些品味高雅的客户)的青睐。在另一项研究中，他和基斯林与哥本哈根米其林二星级餐厅Alchemist的厨师合作，发挥另一种多细胞真菌中间脉孢菌的烹饪潜力。
在印度尼西亚，这种真菌传统上用于通过发酵制作豆腐等其他食品时留下的废品来生产一种名为oncom的主食。科学家和厨师对其将剩菜转化为富含蛋白质的食物的能力很感兴趣，因此在炼金术士测试厨房中研究了这种真菌。他们发现中间猪笼草在生长过程中会产生并分泌许多酶。当真菌在淀粉大米上生长时，会产生一种酶，使大米液化并使其变得非常甜。
“我们开发了一种只用三种原料——大米、水和真菌——就能制作出美丽、引人注目的橙色粥的工艺，”希尔-麦尼说。“这成为品尝菜单上的一道新菜，在甜点中利用真菌化学和颜色。我认为它真正表明的是有机会在实验室和厨房之间架起桥梁。
