Salat, der nach Fleisch schmeckt – was absurd klingt, könnte die Zukunft der Ernährung neu definieren.
Ein internationales Forschungsteam hat eine Salatpflanze gezüchtet, die das tierische Protein Myoglobin produziert. Myoglobin kommt natürlicherweise in der Muskulatur von Wirbeltieren vor und ist maßgeblich für die Farbe, den Geschmack und weitere charakteristische Eigenschaften von Fleisch verantwortlich. Für den Versuch brachten die Wissenschaftler optimierte Gene für Schweine-Myoglobin in die Chloroplasten von Salat- und Tabakpflanzen ein – jene Zellbestandteile, in denen die Photosynthese abläuft. Zum Einsatz kam dabei eine sogenannte biolistische Transformation, bei der genetisches Material mithilfe einer „Genkanone“ in das Pflanzengewebe eingeschleust wird.
Die so veränderten Pflanzen wuchsen nach dem erfolgreichen Einbau der DNA vollständig heran, blieben gesund, bildeten Samen aus und gaben die neue genetische Eigenschaft an ihre Nachkommen weiter. Besonders bemerkenswert fand das Forschungsteam, wie problemlos die Pflanzen die Produktion des fremden Proteins bewältigten. Obwohl Myoglobin den eisenhaltigen Farbstoff Häm bindet – eine Verbindung, die auch im pflanzlichen Stoffwechsel eine Rolle spielt –, blieben die veränderten Exemplare fruchtbar. Die Photosyntheseleistung war nach Angaben der Forscher ebenfalls nicht nennenswert beeinträchtigt.
Ressourcen & Ertrag
In den Salatpflanzen ließ sich ein Myoglobin-Gehalt von rund 810 Milligramm pro Kilogramm Trockenmasse nachweisen, in den Tabakpflanzen waren es etwa 800 Milligramm. Tierische Muskeln enthalten bezogen auf die Trockenmasse derzeit ungefähr zehnmal so viel Myoglobin wie die untersuchten Pflanzen. Die Wissenschaftler weisen jedoch darauf hin, dass der Anbau von Pflanzen deutlich ressourcenschonender ist als die Haltung von Nutztieren. Langfristig könnte die erzielbare Proteinmenge pro landwirtschaftlicher Fläche daher mit jener der Tierhaltung mithalten – bei geringerem Wasserverbrauch und niedrigeren Treibhausgasemissionen. Diese Einschätzung ist allerdings bislang rein wissenschaftlicher Natur und muss durch weitere Untersuchungen untermauert werden.
Die vorliegenden Ergebnisse bedeuten nicht, dass der entwickelte Salat bereits als vollwertiger Fleischersatz taugt. Die Studie ist zunächst als Machbarkeitsnachweis zu verstehen. Das gewonnene Myoglobin könnte künftig aus den Blättern extrahiert und als Zutat in pflanzlichen Fleischalternativen eingesetzt werden. Theoretisch wäre auch eine direkte Verarbeitung oder der Verzehr des veränderten Salats denkbar.
Häm-Problem
Bis dahin müssen die Forscher jedoch noch wesentliche Hürden überwinden. Zwar faltete sich das produzierte Protein korrekt, doch die Einbindung des Häm-Moleküls verlief nur teilweise erfolgreich. Bei dem aus Tabakblättern gewonnenen Myoglobin waren lediglich rund 35 Prozent der Proteine vollständig mit Häm ausgestattet. Zum Vergleich: Bei einer bakterienbasierten Herstellung lag dieser Anteil in der Untersuchung bei etwa 80 Prozent.
In einem nächsten Schritt soll deshalb unter anderem der Häm-Stoffwechsel der Pflanzen gezielt verändert werden, um größere Mengen vollständig funktionsfähigen Myoglobins erzeugen zu können. Zudem wollen die Wissenschaftler untersuchen, ob sich in Chloroplasten auch weitere hochwertige Nahrungsproteine herstellen lassen. Die Studie belegt jedoch erstmals, dass höhere Pflanzen Myoglobin nicht nur vorübergehend, sondern stabil und über mehrere Generationen hinweg produzieren können.
Veröffentlicht wurden die Ergebnisse im Fachjournal „Frontiers in Plant Science“.
