基因编辑技术打造超级食物，营养翻倍！
基因编辑技术打造超级食物，营养翻倍！
2023年，加州大学伯克利分校的生物工程师Vayu Hill-Maini和他的团队在《自然通讯》杂志上发表了一篇令人振奋的研究论文。他们利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，成功改造了一种名为米曲霉菌的多细胞真菌，使其能够生产血红素和抗氧化剂，最终创造出外观和口感都与真实肉类极为相似的“真菌肉饼”。这一突破不仅展示了基因编辑技术在食品领域的巨大潜力，也为解决全球范围内的营养不良问题提供了新的思路。
CRISPR-Cas9技术，作为第三代基因组编辑工具，具有高效、精确和可预测性等优点。它通过引导RNA将Cas9酶定位到特定的DNA序列上，从而实现对目标基因的编辑。与传统的锌指核酸内切酶和转录激活效应子核酸酶相比，CRISPR-Cas9系统结构更为简单，仅需核酸酶Cas9、成熟的crRNA与tracrRNA即可实现对特定外源DNA序列的切割。这种技术革新为食品领域的创新提供了前所未有的可能性。
在Hill-Maini的研究中，团队首先利用CRISPR-Cas9技术开发了一种基因编辑系统，可以对米曲霉菌的基因组进行持续可控的改造。他们成功提高了真菌的血红素产量，血红素是一种含铁分子，存在于许多生命体中，在动物组织中含量最为丰富，是肉类呈现红色和独特风味的关键成分。此外，研究小组还增强了麦角硫因的产量，这是一种仅存在于真菌中且与心血管健康相关的抗氧化剂。经过改造后，原本白色的真菌变成了红色，经过简单处理（去除多余水分并研磨）后，收获的真菌可以塑形成肉饼，然后煎成看起来很诱人的汉堡。
这一突破展示了真菌作为易于生长的蛋白质来源的巨大潜力。与现有复杂配料表的人造肉替代品以及成本高昂且技术难度大的细胞培养肉相比，真菌的优势显而易见。此外，该团队开发的CRISPR-Cas9工具包也为整个合成生物学领域带来了巨大飞跃。目前，许多生物制造产品都由经过改造的细菌和酵母菌（蘑菇和霉菌的单细胞近亲）制成。尽管人类食用真菌或用其制作味噌等主食的历史由来已久，但由于多细胞真菌的基因组远比单细胞菌类复杂，并且具有适应性，使得基因编辑更具挑战性，因此它们尚未像工程细胞工厂那样被大规模利用。这篇论文中开发的CRISPR-Cas9工具包为轻松编辑米曲霉菌及其许多近亲奠定了基础。
然而，基因编辑食品的商业化之路并非一帆风顺。根据爱荷华州立大学的一项研究，约60%的女性受访者表示她们不愿意食用基因编辑食品。这一发现凸显了基因编辑食品在市场推广中可能面临的挑战。消费者对基因编辑食品的担忧主要集中在食品安全性和环境影响方面。尽管科学研究表明基因编辑技术比传统育种方法更精确，且不会引入外源基因，但公众对这一新技术的接受度仍然不高。
尽管面临市场接受度的挑战，基因编辑食品的商业化前景依然广阔。一些公司已经开始利用基因编辑技术开发新型食品。例如，Eat Just公司使用非转基因菌丝体生产基于菌丝体的肉类替代品。Wild Fungus公司则主要销售各种蘑菇提取物和即食食品。MycoTechnology公司已经使用曲霉生产类似肉类的产品，包括熟食、培根等。这些公司的成功表明，基因编辑技术在食品领域的应用具有巨大的商业潜力。
随着全球人口的不断增长和资源的日益紧张，基因编辑技术在食品领域的应用将成为解决营养不良问题和推动食品创新的重要途径。通过精准修改作物基因，科学家们已经成功打造出富含更高营养价值的超级食物。例如，经过基因编辑的稻米富含β-胡萝卜素，大大提升了其营养价值。此外，基因编辑技术还能使水果更加甜美，蔬菜更加富含维生素，让人们在享受美食的同时获得更多的营养。这一技术的应用有望解决全球范围内的营养不良问题，为人类健康带来更多福音。