Sintetiese biologie en voedsel: Verbetering van voedselproduksie by die boustene

• Author:
• Author naam

  Quantumrun Foresight
• Desember 20, 2022

Insig opsomming

Sintetiese biologie, wat biologie en ingenieurswese vermeng, tree na vore as 'n sleuteloplossing om aan die toenemende wêreldwye voedselvraag te voldoen as gevolg van bevolkingsgroei en omgewingsuitdagings. Hierdie veld verbeter nie net voedselveiligheid en voeding nie, maar beoog ook om tradisionele landboupraktyke te transformeer deur laboratoriumvervaardigde proteïene en voedingstowwe in te voer. Met sy potensiaal om die voedselbedryf te hervorm, kan sintetiese biologie lei tot meer volhoubare boerderymetodes, nuwe regulatoriese behoeftes en 'n verskuiwing in verbruikersvoorkeure en eettradisies.

Sintetiese biologie en voedselkonteks

Navorsers ontwikkel sintetiese of laboratoriumvervaardigde eetbare produkte om die voedselketting te verbeter en uit te brei. Maar volgens 'n studie gepubliseer in die Aard tydskrif, is dit hoogs waarskynlik dat jy sintetiese biologie teen 2030 op een of ander manier sal verbruik of gebruik het.

Volgens Successful Farming sal die wêreldbevolking teen 2 met 2050 miljard groei, wat die wêreldvraag na voedselproduksie met byna 40 persent sal verhoog. Met meer mense om te voed, sal daar 'n groter behoefte aan proteïen wees. Krimpende landmassas, stygende koolstofvrystellings en seevlakke en erosie verhoed egter dat voedselproduksie tred hou met die verwagte vraag. Hierdie uitdaging kan moontlik opgelos word deur die toepassing van sintetiese of laboratoriumvervaardigde biologie, wat die voedselketting verbeter en uitbrei.

Sintetiese biologie kombineer biologiese navorsing en ingenieurskonsepte. Hierdie dissipline put uit inligting, lewe en sosiale wetenskappe om sellulêre funksies te beheer deur bedrading van stroombane en om te verstaan ​​hoe verskillende biologiese stelsels ontwerp is. Nie net word die kombinasie van voedselwetenskap en sintetiese biologie gesien as 'n effektiewe metode om huidige uitdagings met voedselveiligheid en voeding op te los nie, maar hierdie opkomende wetenskaplike dissipline kan noodsaaklik wees om huidige onvolhoubare voedseltegnologieë en -praktyke te verbeter.

Sintetiese biologie sal voorsiening maak vir voedselproduksie deur gebruik te maak van gekloonde selfabrieke, diverse mikroörganismes of selvrye biosinteseplatforms. Hierdie tegnologie kan hulpbronomskakelingsdoeltreffendheid verbeter en tradisionele landbou se nadele en hoë koolstofvrystellings uitskakel.

Ontwrigtende impak

In 2019 het die plantgebaseerde voedselvervaardiger Impossible Foods 'n burger vrygestel wat "bloei". Impossible Foods glo dat bloed, spesifiek die ysterbevattende heem, meer vleisgeure skep, en aromas word versterk wanneer soja-leghemoglobien by 'n plant-gebaseerde burger gevoeg word. Om hierdie stowwe in hul beespatty-vervanger, Impossible Burger, in te voeg, gebruik die firma DNA-sintese, genetiese deelbiblioteke en 'n positiewe terugvoerlus vir outo-induksie. Die Impossible Burger benodig 96 persent minder grond en 89 persent minder kweekhuisgas om te produseer. Hierdie burger is net een van die maatskappy se baie produkte in meer as 30,000 15,000 restaurante en XNUMX XNUMX kruidenierswinkels wêreldwyd.

Intussen het opstartende KnipBio-ingenieurs visvoer van 'n mikrobe wat op blare gevind word. Hulle wysig sy genoom om karotenoïede wat belangrik is vir visgesondheid te verhoog en gebruik fermentasie om sy groei te stimuleer. Die mikrobes word dan vir 'n kort tydperk aan uiterste hitte blootgestel, gedroog en gemaal. Ander landbouprojekte sluit in die sintetisering van organismes wat groot hoeveelhede groente-olie produseer en neutbome wat binnenshuis gekweek kan word deur baie minder water te gebruik as wat gewoonlik benodig word, terwyl dit twee keer soveel neute produseer.

En in 2022 het die Amerikaanse biotegnologiemaatskappy Pivot Bio 'n sintetiese stikstofkunsmis vir mielies gemaak. Hierdie produk spreek die probleem van die gebruik van industrieel vervaardigde stikstof aan wat 1-2 persent van die wêreldwye energie verbruik. Bakterieë wat stikstof uit die lug bind, kan as biologiese kunsmis optree, maar hulle is nie lewensvatbaar met graangewasse (mielies, koring, rys). As 'n oplossing het Pivot Bio 'n stikstofbindende bakterie wat sterk met mieliewortels assosieer, geneties gemodifiseer.

Implikasies van die toepassing van sintetiese biologie op voedselproduksie

Wyer implikasies van die toepassing van sintetiese biologie op voedselproduksie kan die volgende insluit: 

• Industriële boerdery verskuif van vee na laboratoriumvervaardigde proteïene en voedingstowwe.
• Meer etiese verbruikers en beleggers vra vir 'n oorgang na volhoubare boerdery en voedselproduksie.
• Regerings wat landbouers aanspoor om meer volhoubaar te word deur subsidies, toerusting en hulpbronne aan te bied. 
• Reguleerders wat nuwe inspeksiekantore skep en beamptes aanstel wat gespesialiseer is in die toesig oor sintetiese voedselproduksiefasiliteite.
• Voedselvervaardigers belê baie in laboratoriumvervaardigde plaasvervangers vir kunsmis, vleis, suiwelprodukte en suiker.
• Navorsers ontdek voortdurend nuwe voedselvoedingstowwe en vormfaktore wat uiteindelik tradisionele landbou en visserye kan vervang.
• Toekoms genereer om blootgestel te word aan nuwe voedsel en voedselkategorieë wat moontlik gemaak word deur sintetiese produksietegnieke, wat lei tot 'n ontploffing van nuwe resepte, nisrestaurante.

Vrae om te oorweeg

• Wat is die moontlike risiko's van sintetiese biologie?
• Hoe anders dink jy kan sintetiese biologie verander hoe mense kos eet?