这种改造过的真菌能减少排放，吃起来还像肉

中国无锡江南大学的通讯作者刘晓表示：“人们对更优质、更可持续的食物蛋白有着广泛需求。我们通过编辑真菌基因，成功使其不仅更有营养，还更加环保。”

可持续蛋白与替代需求
动物农业约占全球温室气体排放的14%，还需要大量土地和淡水，而气候变化和人类活动使这些资源日益紧张。正因这些挑战，酵母和真菌中的微生物蛋白作为肉类的潜在替代品受到关注。

在目前研究的众多真菌蛋白来源中，镰刀菌（Fusarium venenatum）因其天然风味和质地与肉类相似而成为热门选择，已在英国、中国、美国等多个地区获批食用。

为何镰刀菌需要改良
尽管有这些优势，镰刀菌的细胞壁较厚，限制了人体消化率；其生产过程也耗费资源——即使生产少量真菌蛋白，也需要在大型金属罐中培养孢子，罐内装有富含糖的原料以及硫酸铵等添加营养素。

刘晓及其团队希望确定，CRISPR技术能否在不向该生物体引入外源DNA的前提下，使这种真菌更易消化、生长更高效。

提升效率的关键基因编辑
为探索这一方法，研究人员敲除了两个分别与几丁质合成酶和丙酮酸脱羧酶相关的基因。敲除几丁质合成酶基因使细胞壁变薄，让内部蛋白质更易被消化；敲除丙酮酸脱羧酶基因则微调了真菌的代谢，减少了蛋白质生产所需的营养素。

他们的分析显示，这种名为FCPD的改良菌株，在生产等量蛋白质时比原始菌株少用44%的糖，且速度快88%。

江南大学的第一作者吴晓辉表示：“很多人认为培养真菌蛋白更可持续，但没人真正考虑过如何降低整个生产过程的环境影响，尤其是与其他替代蛋白产品相比时。”

生命周期足迹与全球对比
研究团队随后评估了FCPD从实验室孢子到灭活类肉产品的全生命周期环境足迹（工业规模）。他们模拟了六个具有不同能源系统的国家的生产情况，包括主要依赖可再生能源的芬兰和更依赖煤炭的中国。在所有情景中，FCPD的环境影响均低于传统镰刀菌。在其全生命周期中，FCPD生产使温室气体排放降低达60%。

FCPD与动物蛋白的对比
研究人员还将FCPD的生产影响与饲养食用动物进行了比较。与中国的鸡肉生产相比，FCPD所需土地减少70%，淡水污染潜力降低78%。

刘晓说：“像这样的基因编辑食品能够满足日益增长的粮食需求，同时避免传统农业的环境成本。”

这项研究得到了中国重点研发计划、江苏省合成生物学基础研究中心、江苏省自然科学基金以及江苏省研究生科研与实践创新计划的支持。