Sünteetiline bioloogia ja toit: toiduainete tootmise suurendamine ehitusplokkides

• Autor:
• autori nimi

  Quantumrun Foresight
• Detsember 20, 2022

Ülevaate kokkuvõte

Sünteetiline bioloogia, bioloogia ja tehnika segamine, on kujunemas võtmelahenduseks rahvastiku kasvu ja keskkonnaprobleemide tõttu kasvava ülemaailmse toidunõudluse rahuldamiseks. See valdkond ei paranda mitte ainult toiduohutust ja toitumist, vaid selle eesmärk on muuta ka traditsioonilisi põllumajandustavasid laboris valmistatud valkude ja toitainete kasutuselevõtuga. Kuna sünteetiline bioloogia võib toiduainetööstust ümber kujundada, võib see kaasa tuua jätkusuutlikumad põllumajandusmeetodid, uued regulatiivsed vajadused ning muutused tarbijate eelistustes ja söögitraditsioonides.

Sünteetiline bioloogia ja toidu kontekst

Teadlased töötavad välja sünteetilisi või laboris valmistatud söödavaid tooteid, et tõhustada ja laiendada toiduahelat. Kuid ajakirjas avaldatud uuringu kohaselt loodus ajakirjas, on väga tõenäoline, et olete aastaks 2030 mingil moel sünteetilist bioloogiat tarbinud või kasutanud.

Eduka põllumajanduse andmetel prognoositakse maailma rahvastiku kasvuks 2. aastaks 2050 miljardi võrra, mis suurendab ülemaailmset nõudlust toiduainete tootmise järele ligi 40 protsenti. Kui rohkem inimesi toita, suureneb vajadus valgu järele. Maamasside kahanemine, süsinikdioksiidi heitkoguste ja meretaseme tõus ning erosioon ei lase aga toiduainete tootmisel prognoositud nõudlusega sammu pidada. Selle väljakutse saab potentsiaalselt lahendada sünteetilise või laboris valmistatud bioloogia rakendamisega, parandades ja laiendades toiduahelat.

Sünteetiline bioloogia ühendab bioloogilise uurimistöö ja insenerikontseptsioonid. See distsipliin tugineb teabe-, elu- ja sotsiaalteadustele, et juhtida raku funktsioone juhtmestiku kaudu ja mõista, kuidas erinevad bioloogilised süsteemid on kavandatud. Toiduteaduse ja sünteetilise bioloogia kombinatsiooni ei peeta mitte ainult tõhusaks meetodiks praeguste toiduohutuse ja toitumisega seotud väljakutsete lahendamiseks, vaid see esilekerkiv teadusdistsipliin võib osutuda ülioluliseks praeguste mittesäästvate toidutehnoloogiate ja -tavade täiustamisel.

Sünteetiline bioloogia võimaldab toota toiduaineid, kasutades kloonitud rakutehaseid, erinevaid mikroorganisme või rakuvabasid biosünteesiplatvorme. See tehnoloogia võib parandada ressursside muundamise tõhusust ja kõrvaldada traditsioonilise põllumajanduse puudused ja suured süsinikdioksiidi heitkogused.

Häiriv mõju

2019. aastal lasi taimse toidu tootja Impossible Foods välja burgeri, mis "veritseb". Impossible Foods usub, et veri, täpsemalt rauda sisaldav heem, loob lihalikumaid maitseid ja aroomid tugevnevad, kui taimsele burgerile lisada soja leghemoglobiini. Nende ainete lisamiseks oma veiselihakooki asendavasse Impossible Burgerisse kasutab ettevõte DNA sünteesi, geneetiliste osade raamatukogusid ja positiivset tagasisideahelat autoinduktsiooniks. Impossible Burger vajab tootmiseks 96 protsenti vähem maad ja 89 protsenti vähem kasvuhoonegaase. See burger on vaid üks ettevõtte paljudest toodetest enam kui 30,000 15,000 restoranis ja XNUMX XNUMX toidupoes üle maailma.

Samal ajal toidavad idufirma KnipBio insenerid kalatoitu lehtedel leiduvast mikroobist. Nad redigeerivad selle genoomi, et suurendada kalade tervise jaoks oluliste karotenoidide sisaldust ja kasutada nende kasvu stimuleerimiseks fermentatsiooni. Seejärel pannakse mikroobid lühikeseks ajaks äärmuslikule kuumusele, kuivatatakse ja jahvatatakse. Teised põllumajandusprojektid hõlmavad organismide sünteesimist, mis toodavad suures koguses taimeõli ja pähklipuid, mida saab siseruumides kasvatada, kasutades palju vähem vett, kui tavaliselt vajatakse, samal ajal kui toodetakse kaks korda rohkem pähkleid.

Ja 2022. aastal valmistas USA-s asuv biotehnoloogiaettevõte Pivot Bio maisi jaoks sünteetilist lämmastikväetist. See toode lahendab tööstuslikult toodetud lämmastiku kasutamise probleemi, mis tarbib 1–2 protsenti globaalsest energiast. Õhust lämmastikku siduvad bakterid võivad toimida bioloogilise väetisena, kuid teraviljakultuuride (mais, nisu, riis) puhul ei ole nad elujõulised. Lahendusena muutis Pivot Bio geneetiliselt lämmastikku siduvat bakterit, mis seostub tugevalt maisijuurtega.

Sünteetilise bioloogia rakendamise mõju toidutootmisele

Sünteetilise bioloogia rakendamise laiemad tagajärjed toidu tootmisele võivad hõlmata järgmist: 

• Tööstuslik põllumajandus läheb karjakasvatuselt üle laboris valmistatud valkudele ja toitainetele.
• Eetilisemad tarbijad ja investorid, kes nõuavad üleminekut säästvale põllumajandusele ja toiduainete tootmisele.
• Valitsused ergutavad põllumajandustootjaid muutuma jätkusuutlikumaks, pakkudes toetusi, seadmeid ja ressursse. 
• Reguleerivad asutused loovad uusi kontrollibüroosid ja palkavad sünteetilise toidu tootmisrajatiste järelevalvele spetsialiseerunud ametnikke.
• Toidutootjad investeerivad palju väetise, liha, piimatoodete ja suhkru laboris valmistatud asendajatesse.
• Teadlased avastavad pidevalt uusi toidu toitaineid ja vormitegureid, mis võivad lõpuks asendada traditsioonilise põllumajanduse ja kalanduse.
• Tulevik loob kokkupuudet uute toiduainete ja toidukategooriatega, mis on võimalikud sünteetiliste tootmistehnikate kaudu, mis toob kaasa uute retseptide plahvatusliku kasvu, niširestoranid.

Küsimused, mida kaaluda

• Millised on sünteetilise bioloogia võimalikud ohud?
• Kuidas muidu võib sünteetiline bioloogia teie arvates muuta seda, kuidas inimesed toitu tarbivad?