Witamina B12

Ryzyko niedoboru witaminy B12 jest jednym z problemów, z którym muszą borykać się weganie. Jego rozwiązaniem jest przyjmowanie suplementów. Substancja ta występuje praktycznie tylko w produktach odzwierzęcych. Co ciekawe, komórki zwierząt nie produkują tej witaminy. B12, która znajduje się w nabiale i mięsie, jest syntezowana przez mikroorganizmy. Ze względu na ryzyko niedoboru osoby wybierające dietę roślinną powinny bezwzględnie suplementować B12. Wegetarianie mogą pozyskiwać ją z nabiału i jajek, jednak w zależności od kompozycji jadłospisu są w różnym stopniu zagrożeni jej niedoborem.

Witamina B12, czyli kobalamina, jest rozpuszczalną w wodzie witaminą, biorącą udział w procesach metabolicznych każdej komórki ludzkiego organizmu. Pełni funkcję kofaktora w syntezie DNA. Jest niezbędna również dla wielu procesów przemian kwasów tłuszczowych oraz aminokwasów. Jest to szczególnie ważne dla prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, ponieważ od jej aktywności zależne jest tworzenie się osłonek mielinowych. Witamina B12 uczestniczy też w rozwoju dojrzewających czerwonych krwinek w szpiku kostnym. Z tego względu niedobór tej substancji często prowadzi do anemii.

Do biosyntezy witaminy B12 zdolne są jedynie nieliczne bakterie i glony. Naukowcom udało się w laboratoriach stworzyć technologię chemiczną, pozwalającą na sztuczne tworzenie tej substancji, na drodze szlaku reakcji. Niestety proces składał się z 70 etapów i był niezwykle drogi. Z tego względu nie było możliwe wykorzystanie go w skali przemysłowej. Obecnie do produkcji kobalaminy stosuje się jedynie metodę fermentacji, z wykorzystaniem wyselekcjonowanych lub sztucznie zmienionych genetycznie szczepów bakterii.

Podstawową strategią udoskonalania wydajności metod produkcji witaminy B12 jest nieukierunkowana mutageneza mikroorganizmów. Najlepsze efekty są jednak obserwowane w przypadku zastosowania metod z zakresu inżynierii produkcji. Dla przeciętnego człowieka zwiększenie wydajności procesu niesie za sobą spadek cen leków i suplementów. Dodatkowo daje możliwość taniego wzbogacania żywności dla wegan w witaminę B12.

Francuski koncern Rhone-Poulenc Rhorer (RPR) zwiększył stokrotnie efektywność bakterii ze szczepu P. denitrificans dzięki zastosowaniu metody inżynierii genetycznej w połączeniu z przypadkową mutagenezą. Proces modyfikacji mikroorganizmów polegał m.in. na amplifikacji 8 genów w operonie cobF-cobM. Wprowadzenie wielokopijnych plazmidów zwiększyło o 30% produkcję kobalaminy przez mikroorganizmy. Wydajność udało się podnieść o kolejne 20% dzięki zwiększeniu liczby kopii genów cobA oraz cobE.

Insulina

Przed przełomowym wprowadzeniem insuliny do lecznictwa cukrzyca była śmiertelną chorobą. Ów substancję z całą pewnością można zaliczyć do listy leków, które zmieniły świat medycyny. Pierwszym źródłem pozyskiwania tego hormonu były psie trzustki. Szybko okazało się jednak, że metoda ta jest mało wydajna. Na skalę przemysłową opracowano produkcję tej substancji z wykorzystaniem narządów wieprzowych i bydlęcych. Poważny problem dla naukowców stanowiło oddzielenie hormonu od enzymów trawiennych trzustki. Wraz z rozwojem terapii okazało się również, że układ immunologiczny człowieka walczy z insuliną pochodzenia zwierzęcego, co prowadzi do spadku skuteczności terapii.

W 1982 r. wprowadzono do lecznictwa pierwszy lek pozyskiwany metodami inżynierii genetycznej. Była to właśnie insulina. Lek ten obecnie produkuje się, wykorzystując odpowiednio zmodyfikowane pałeczki okrężnicy. Do komórek mikroorganizmów wprowadza się plazmidy zawierające informację genetyczną potrzebną do syntezy ludzkiej insuliny. Cały proces jest wolny od cierpienia zwierząt, a weganie i wegetarianie mogą przyjmować lek ratujący życie, bez wyrzutów sumienia.

Podpuszczka mikrobiologiczna

Podpuszczka jest kompleksem enzymów wykorzystywanym podczas produkcji sera. Tradycyjnie pozyskuje się ją z organizmów zwierzęcych. To rozwiązanie jest problematyczne dla wegetarian. Obecnie dzięki dokonaniom biotechnologii podpuszczkę, na skalę przemysłową, produkuje się głównie metodami mikrobiologicznymi.

Jedną z metod pozyskiwania tego kompleksu enzymów jest wykorzystanie pleśni, takich jak Rhizomucor miehei, które są w stanie wytwarzać enzymy proteolityczne. Podpuszczka jest wytwarzana w fermentorze, a następnie specjalnie zagęszczana i oczyszczana. Tak pozyskany produkt, zdaniem specjalistów, niekorzystnie wpływa na smak sera, w porównaniu z odzwierzęcym. Jednak wraz z rozwojem metod biotechnologicznych jakość podpuszczki mikrobiologicznej stopniowo się poprawia.

Z powodu powyższych niedoskonałości wspomnianego procesu wielu producentów serów szukało innych rozwiązań. Dzięki inżynierii genetycznej możliwe stało się izolowanie genów podpuszczkowych od zwierząt, a następnie wprowadzanie ich do komórek mikroorganizmów. Dzięki inżynierii genetycznej można również tworzyć produkt podobny do odzwierzęcego.

Pierwsza podpuszczka stworzona z wykorzystaniem modyfikowanych genetycznie organizmów została wprowadzona na rynek przez firmę biotechnologiczną Pfizer. Był to pierwszy sztucznie produkowany enzym dopuszczony przez FDA. W 1999 r. ok. 60% amerykańskich serów twardych zostało wyprodukowanych z wykorzystaniem podpuszczki pozyskiwanej dzięki inżynierii genetycznej. Dzięki temu wegetarianie mogą cieszyć się wysokiej jakości serami, które powstają bez zbędnego cierpienia zwierząt.

To tylko przykłady

Wymienione substancje są tylko przykładami tego, jak inżynieria genetyczna korzystnie wpływa na życie ludzi i minimalizuje cierpienie zwierząt. Obok insuliny możemy wymienić wiele innych hormonów stosowanych w lecznictwie, które są produkowane dzięki modyfikowanym genetycznie organizmom. Prawie wszystkie te substancje, bez dobrodziejstw biotechnologii, musiałyby być pozyskiwane z ciał zabijanych zwierząt.