Pichia pastoris türü mayalar ile üretilen soy leghemoglobini, et aromasına benzer bir tada sahip olduğu için eklendiğinde bitki-bazlı burgerlerin et tadını artırabilmektedir. Kesilmiş bir hayvandan alınan et ile yapılan burgerin gerçekliği için kan önemli bir faktör olduğu Impossible Foods firması tarafından fark edilmiştir. Pichia pastoris suşu üzerinde yapılan genetik modifikasyonlar sırasında DNA sentezi, genetik kütüphanenin oluşturulması, Gibson assembly gibi modern moleküler biyoloji teknikleri kullanılmıştır [1].
Şekil 1. Impossible Burger’e leghemoglobin ekleniş şeması. Soy fasülyesinden leghemoglobini geni alınarak Pichia pastoris mayasında ekspresyonu sağlanır ve aroma sağlar. [2]
P.pastoris gibi mayalar rekombinant proteinlerin ekspresyonu için tercih edilmektedir. Leghemoglobinin üretimi için AOX1 promotoru tarafından fazlaca eksprese edilen transkripsiyonel aktivatör Mrx1 suşu tercih edilmiştir. Aynı zamanda AOX1 promotoru bu durumda istenen rekombinant proteinlerin de fazla ekspresyonunu sağlayacaktır. Patente göre Mxr1 ve AOX1 arasında pozitif geribildirim sistemi oluşturarak methanol yokluğunda ekspresyonu sağlanacaktır. Methanol varlığında ise tetikleyici etkisi olup karbon kaynaklarını baskılamaktadır [3].
P.pastoris’in iki tür alkol oksidaz geni bulunmaktadır; AOX1 ve AOX2. Alkol oksidaz karbon kaynağı olarak kullanılan methanolün formaldehite dönüşmünü sağlamaktadır. Ancak bazı mutasyonlar sonucu alkol oksidaz aktivitesi düşmüş suşlarda AOX1 promotoru altında rekombinant protein üretim miktarı daha fazladır. Alkol oksidaz aktivitesini tamamen kaybetmiş suşlarda ise methanol bir ekspresyon tetikleyici olarak kullanılabilmektedir. Bu nedenle leghemoglobinin üretiminde kullanılan LegH geni bahsi geçen suşta üretilmektedir [3].
Şekil 2. LegH üretim yolağı [3]
Leghemoglobinin üretimi sadece soyadan kaynaklı olmayıp bezelye ya da börülceden de derive edilebilmektedir. Impossible Burgerin patetinde belirtildiği üzere maya dışında E.coli’de de rekombinant DNA teknolojileri kullanılarak üretilebilmektedir. Ek olarak böcek, mantar, bitki, memeli hücrelerinde de üretilme ihtimali bulunmaktadır.
Şekil 3. LegH üretimi sırasında kullanılan plazmitler [3]
Impossible Burger tarafından üretilen kanayabilen hamburgerler dana etiyle hazırlananlara göre %96 daha az toprak, %89 daha az sera gazı gerektirmektedir. DSM firmasının ürettiği E vitamini ve Amyris firmasının ürettiği stevia da rekombinant mayalar ile üretilmiş olup raflarda yer almaktadır [1].
Mayalar dışında, rekombinant bitki suşlarından da yararlanılmaktadır. Biyomühendislikte yaşanan son gelişmeler sayesinde şeker kamışından squalane elde edilebilmektedir. Bio-based
Squalane, sentetik biyoloji firması olan Amyris artık günümüzde Sephora gibi kolay ulaşılabilen firmalarda satılarak tüketiciye ulaştırılmaktadır. Köpek balıkları yüzgeçleri, etleri, karaciğerleri, ve yüksek miktarda bulunan squalene yağları için avlanmaktadır ve soyları tükenme tehlikesi altındadır. Balıkçılık, yasadışı avlanma gibi sebeplerden dolayı köpek balıklarının habitatları azalmaktadır. Amyris CEO’su John Melo’nun yaptığı ifadelerde Squalane sektörünün %70’ini kendileri yer kapladıklarını belirtti. Hesaplamalar yapıldığında ise 2-3 milyon köpek balığına denk gelmektedir [4].
Biyoteknoloji sayesinde üretimi daha ucuz, daha yeşil, daha ulaşılabilir ürünler tüketiciyi bekliyor olacak. Gelişen biyoteknoloji ile gelecekte laboratuvar üretimi olan yoğurt, köfte, peynir gibi gıda ve başka sanayilerde üretilen malzemeleri market raflarında görüyor olacağız.
KAYNAKÇA
[1] Voigt, C. A. (2020). Synthetic biology 2020–2030: six commercially-available products that are changing our world. Nature Communications, 11(1), 1-6.
[2] Jin, Y., He, X., Andoh-Kumi, K., Fraser, R. Z., Lu, M., & Goodman, R. E. (2017). Evaluating Potential Risks of Food Allergy and Toxicity of Soy Leghemoglobin Expressed in Pichia pastoris . Molecular Nutrition & Food Research, 62(1), 1700297.doi:10.1002/mnfr.201700297
[3] Shankar, S., & Hoyt, M. A. (2016). Expression constructs and methods of genetically engineering methylotrophic yeast (US20170349906A1). US Patent. https://patents.google.com/patent/US20170349906A1/en
[4] Synthetic Biology, A Tool For Marine Conservation?, giriş 24 Aralık 2021, <https://synbiobeta.com>