Bakterier kommer att förändra framtiden för mjölkfria mejeriprodukter. Forskare har lyckats manipulera E. coli så att den producerar viktiga mjölkproteiner som är nödvändiga för ost- och yoghurtproduktion, utan att använda några animaliska ingredienser. Detta banar väg för växtbaserade mejerialternativ som på molekylär nivå efterliknar traditionella mejeriprodukter, men som är hållbara och djurvänliga.
En ny studie publicerad i Trends in Biotechnology rapporterar om två metoder för att producera kasein (ett mjölkprotein) som är näringsmässigt och funktionellt likt kasein från kor.
Kasein är en mycket eftertraktad komponent i både barn- och vuxenkost, eftersom det är lättsmält, av hög kvalitet och innehåller flera essentiella aminosyror som vår kropp behöver. Den globala marknaden för kasein, som värderas till 2,7 miljarder US-dollar 2023, kommer till priset av djurplågeri och hög miljöpåverkan. Den ökade efterfrågan på hållbara och mjölkfria alternativ har lett till att forskare söker alternativa metoder för att producera kasein.
Livsmedels- och läkemedelsindustrin har under lång tid använt mikroorganismer som cellfabriker för storskalig produktion av biomolekyler, kosttillskott och enzymer. Forskare var nyfikna på om samma metod kunde användas för rekombinanta kaseinproteiner, producerade genom genteknik i mikrobiella cellfabriker. Dessa tekniker misslyckas dock ofta med att replikera en nyckelfaktor som ger kasein dess unika egenskaper – fosforylering, en biologisk process där en fosfatgrupp läggs till ett protein.
In vitro-simulerad gastrointestinal nedbrytning av kaseiner. Källa: Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.05.015
Fosforylering av serinrester (aminosyrakomponenter) är avgörande för kaseinets förmåga att binda kalcium, vilket gör mjölk stabil och ger den näringsmässiga egenskaper. Kalciumbindningen säkerställer också bildandet av nanoskala proteinstrukturer som kallas kaseinmiceller, som fungerar som transportmedel för biotillgängligt kalcium och fosfat.
För att lösa detta problem använde forskarna två huvudstrategier. Först konstruerade de bakterier som kunde uttrycka tre Bacillus subtilis-proteinkinaser, enzymer som katalyserar tillsatsen av fosfatgrupper till proteiner. Därefter designade de en fosfomimetisk version av αs1-kasein, där serinrester som normalt fosforyleras i det naturligt förekommande proteinet ersattes med asparaginsyra för att efterlikna den negativa laddningen och de funktionella effekterna av fosforylering.
Strukturell karakterisering av bovint α-kasein, in vivo fosforylerat och fosfomimetiskt αs1-kasein. Källa: Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.05.015
Teamet genomförde strukturanalys, kalciumbindningstester och simulerad gastrointestinal nedbrytning av det erhållna αs1-kaseinet. Resultaten visade att både det fosforylerade och det fosfomimetiska kaseinet av bakteriellt ursprung hade en hög kalciumbindningskapacitet, och att deras smältbarhet och struktur var jämförbara med kasein från nötkreatur.
Forskarna betonade att medan kinasmedierad fosforylering ger en väg för att nära efterlikna naturligt kasein, ger fosfomimetiskt kasein en enklare väg för att producera funktionellt liknande proteiner. De föreslog också att ytterligare kvantitativ analys krävs för att fullt ut kunna utnyttja vår förmåga att använda mikrobiell produktion av kaseiner för hållbara och djurvänliga mejeriprodukter och livsmedel.
Mer information: Suvasini Balasubramanian et al, Production of phosphorylated and functional αs1-casein in Escherichia coli, Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.05.015
1 comment
Love it! At last a victory for the world and all veganpeople. We been waiting for this. The most common food that vegans miss is cheese.