Geleneksel Tarımın Yapamadığını Havadan Ürettiğimiz Proteinle Yapabilir miyiz?
Güncelleme tarihi: 22 Eki 2020
Nurhayat Kayar - Biyoloji Öğretmeni, Baksan Mesleki Eğitim Merkezi
Havadan Türetilmiş Protein mi?
Proteinler insan beslenmesinin en önemli elementlerinden biridir. Proteinler birçok hücrede kuru ağırlığın %50’den fazlasını oluşturur ve organizmaların yaptığı hemen her işte görev alırlar. Bu yüzden yapıtaşı olan proteinin eksikliği birçok hastalığa davetiye çıkarır.[1] Dünya üzerindeki kaynaklar doğru biçimde kullanılmadığı için protein kaynakları birçok insan için yetersiz kalmaktadır. Özellikle yeni doğan bebekler ve çocuklar bu konuda tehdit altına girmekte bilim insanlarını yeni protein kaynaklarını üretme yoluna götürmektedir.
Dünyayı, en az su ve toprak kullanımıyla ve böcek ilacı, gübre veya hava durumu düşüncesi olmadan havadan veya endüstriyel egzozdan yapılan proteinle beslemek hayal ürünü görünüyor. Yine de bir avuç başlangıç, bu senaryonun sadece birkaç yıl içinde ticari gerçeklik haline geleceğini söylüyor. Planları, çeşitli gazları fermente etmek için bakterileri kullanarak kitlesel protein üretmektir. Kuruduktan sonra bakteri hücre gövdeleri, protein içeriği yaklaşık %70 olan bir un oluşturur. Bazı firmalar laboratuvarda ve pilot ölçekte yenilebilir- ve hatta lezzetli protein üretebileceklerini zaten göstermiş olsalar da yaklaşımlarının gerçek dünyada soya ve bezelye gibi diğer yüksek proteinli mahsullere karşı rekabet edebileceğini henüz kanıtlayamadılar. Gazdan proteine süreçler bu maliyet engelinin üstesinden gelebilirse, pazar fırsatı çok büyüktür.[2] Bakteriler dünyayı besleyebilir. Bazı bakteriler CO2'yi değerli yakıtlara dönüştürürken, diğer bakteriler- "hidrojenotroflar", CO2'yi insan tüketimine uygun proteinlere dönüştürebilir. Bir bakıma, bu büyük bir sürpriz olmamalı. Yediğimiz veya hayvancılıkla beslediğimiz bitkiler, Güneş'ten enerji aldıkları ve CO2'yi karbonhidratlara dönüştürmek için kullandıkları için büyürler. Açıkçası bitkiler CO2'yi yiyeceğe dönüştürme becerisini geliştirmediler: hücrelerine fotosentetik bakterileri dahil ederek beceriyi kazandılar. Güneş panelleri, güneş enerjisini yakalamada fotosentetik organizmalardan daha etkilidir ve bu, ilgi çekici bir olasılığı ortaya çıkarır. Güneş elektriğini alıp bakterilerin CO2'den protein oluşturmasına yardımcı olmak için kullanabilirsek, yiyecekleri her zamankinden daha verimli bir şekilde yetiştirebiliriz. Finli bir girişimci olan Solar Foods, bu fotosentetik olmayan gıdayı ticarileştirmeyi hedefleyen birkaç şirketten biridir. Şirketin CEO'su Dr. Pasi Vainikka, bu yaklaşımın su moleküllerini parçalamak ve hidrojen gazı üretmek için güneş panellerinden güç kullanmayı içerdiğini söylüyor. Solar Foods daha sonra hidrojeni bir fermentörde büyüyen bakterilere besler- ticari nedenlerden dolayı Vainikka, bunun tam olarak hangi hidrojenotrof türü olduğunu açıklamamayı tercih eder. Mikroplar, atmosferik CO2'yi diyetimizdeki hayvan proteinlerinin yerini alabilecek yüksek kaliteli proteine dönüştürmek için bu hidrojeni bir enerji kaynağı olarak kullanır. [3]
CRISPR ve Besin
Besin üretimi konusunda çalışılan başka bir yöntem olan Crispr, verimi, hastalık direncini ve tadı artırma ve hatta glüten gibi alerjenlerle mücadele etme potansiyeline sahiptir. Mahsulleri yetiştirme ve yetiştirme şeklimizi kökten değiştirebilir ve bilim adamları sadece doğanın aletleriyle çalıştıklarını söylüyor. Tıpta, gen düzenleme, bazı kalp hastalığı ve kanser türleri ve görme kaybına neden olan nadir bir bozukluk gibi kalıtsal hastalıkları potansiyel olarak iyileştirebilir. Tarımda teknik, Lippman domatesleri gibi yalnızca daha yüksek verim üreten bitkiler değil, aynı zamanda daha besleyici ve kuraklık ve zararlılara karşı daha dayanıklı bitkiler de yaratabilir; bu özellikler, ekinlerin önümüzdeki yıllarda tahmin edilen daha aşırı hava koşullarına dayanmasına yardımcı olabilir. Bugün yüzlerce araştırma ve geliştirme laboratuvarı, Crispr ‘in potansiyelini test etmek hem tüketiciler hem de üreticiler için gıdayla ilgili bir dizi endişeyi çözmek için: hassasiyeti olanlar tarafından tolere edilebilen düşük glütenli buğday, çürük veya kesildiğinde kızarmayan bir mantar, sağlıksız yağlarda daha düşük soya fasulyesi ve küresel çikolata tedariki - şeker üreticisi Mars, kakaonun Batı Afrika'daki mahsulü mahveden bir virüsle savaşma yeteneğini destekleme çabasının arkasında.[4] Buğday deneyi, John Innes Center'da buğdayda bir demir taşıyıcısı kodlayan bir gen olan TaVIT2'yi tanımlayan araştırmayı takip ediyor. Bilim adamları bu bilgiyi, tahılın beyaz unun öğütüldüğü kısım olan endosperme daha fazla demirin yönlendirildiği bir buğday hattı geliştirmek için kullandılar. Demir eksikliği veya anemi küresel bir sağlık sorunudur, ancak buğday gibi temel mahsullerin demir içeriğinin geleneksel ıslah kullanılarak iyileştirilmesi zor olmuştur ve sonuç olarak insan tüketimi için birçok buğday ürünü yapay olarak demir ile takviye edilmiştir.[5]
Bakıldığında biyoteknoloji ve genetik mühendisliği çalışmaları içeren besin üretimi araştırmaları gelecekte yeni nesil protein üretimine kaynaklık ederek dünyanın açlık sorununu için kaynak teşkil edecek gibi görünmektedir. Bilim insanları güneş enerjisini ve karbondioksiti kullanarak besin üreten bitkilerdeki mekanizmaları çözdükçe geleceğin sorunu olan besin kıtlığı konusunda yeni üretimler yapmaya devam edecektir.
Referanslar
1.Gündüz,E Ve Türkan,İ. (Ed.) (2013). Campell Biyoloji. Ankara:Palme Yayıncılık
2.Alex Scott , Chemical and Engineering News, September 23, 2020
3.Food from thin air: Turning CO2 into protein could provide sustainable food source, Colin Barras , BBC, July 2, 2020
4.Eric Niiler , National Geographic, August 14, 2018
5.John Innes Centre, Application for Field Trial of Genetically Modified Organisms: High Iron Wheat and CRISPR Brassica, January 21, 2019