સિન્થેટિક બાયોલોજી અને ફૂડ: બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ પર ખોરાકનું ઉત્પાદન વધારવું

• લેખક:
• લેખક નામ

  ક્વોન્ટમરુન અગમચેતી
• ડિસેમ્બર 20, 2022

આંતરદૃષ્ટિનો સારાંશ

કૃત્રિમ બાયોલોજી, બાયોલોજી અને એન્જિનિયરિંગનું મિશ્રણ, વસ્તી વૃદ્ધિ અને પર્યાવરણીય પડકારોને કારણે વૈશ્વિક ખાદ્યપદાર્થોની વધતી જતી માંગને પહોંચી વળવા મુખ્ય ઉકેલ તરીકે ઉભરી રહ્યું છે. આ ક્ષેત્ર માત્ર ખાદ્ય સુરક્ષા અને પોષણને વધારતું નથી પરંતુ પ્રયોગશાળામાં બનાવેલ પ્રોટીન અને પોષક તત્ત્વો રજૂ કરીને પરંપરાગત કૃષિ પદ્ધતિઓમાં પરિવર્તન લાવવાનો પણ હેતુ ધરાવે છે. ખાદ્ય ઉદ્યોગને ફરીથી આકાર આપવાની તેની સંભવિતતા સાથે, કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન વધુ ટકાઉ ખેતી પદ્ધતિઓ, નવી નિયમનકારી જરૂરિયાતો અને ગ્રાહક પસંદગીઓ અને ભોજન પરંપરાઓમાં પરિવર્તન તરફ દોરી શકે છે.

કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન અને ખોરાક સંદર્ભ

સંશોધકો ખાદ્ય શૃંખલાને વધારવા અને વિસ્તૃત કરવા માટે કૃત્રિમ અથવા લેબ-નિર્મિત ખાદ્ય ઉત્પાદનો વિકસાવી રહ્યા છે. જોકે, માં પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસ મુજબ કુદરત જર્નલ, તે ખૂબ જ સંભવ છે કે તમે 2030 સુધીમાં કોઈ રીતે સિન્થેટિક બાયોલોજીનું સેવન કર્યું હશે અથવા તેનો ઉપયોગ કર્યો હશે.

સક્સેસફુલ ફાર્મિંગ મુજબ, વિશ્વની વસ્તી 2 સુધીમાં 2050 બિલિયન વધવાનો અંદાજ છે, જે ખાદ્ય ઉત્પાદનની વૈશ્વિક માંગમાં લગભગ 40 ટકાનો વધારો કરશે. વધુ લોકોને ખવડાવવાની સાથે, પ્રોટીનની વધુ જરૂર પડશે. જો કે, જમીનના લોકોમાં ઘટાડો, કાર્બન ઉત્સર્જન અને દરિયાઈ સ્તરમાં વધારો અને ધોવાણ ખાદ્ય ઉત્પાદનને અનુમાનિત માંગ સાથે રાખવાથી અટકાવે છે. આ પડકારને કૃત્રિમ અથવા લેબ-નિર્મિત જીવવિજ્ઞાનના ઉપયોગ દ્વારા, ખોરાકની સાંકળને વધારવા અને વિસ્તૃત કરીને સંભવિત રીતે ઉકેલી શકાય છે.

કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન જૈવિક સંશોધન અને એન્જિનિયરિંગ ખ્યાલોને જોડે છે. વાયરિંગ સર્કિટરી દ્વારા સેલ્યુલર કાર્યોને નિયંત્રિત કરવા અને વિવિધ જૈવિક પ્રણાલીઓ કેવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે તે સમજવા માટે આ શિસ્ત માહિતી, જીવન અને સામાજિક વિજ્ઞાનમાંથી મેળવે છે. ખાદ્ય વિજ્ઞાન અને સિન્થેટિક બાયોલોજીના સંયોજનને માત્ર ખાદ્ય સુરક્ષા અને પોષણ સાથેના વર્તમાન પડકારોને ઉકેલવા માટે અસરકારક પદ્ધતિ તરીકે જોવામાં આવે છે, પરંતુ આ ઉભરતી વૈજ્ઞાનિક શિસ્ત વર્તમાન બિનટકાઉ ખાદ્ય તકનીકો અને પ્રથાઓને સુધારવામાં મહત્વપૂર્ણ સાબિત થઈ શકે છે.

સિન્થેટિક બાયોલોજી ક્લોન કરેલ સેલ ફેક્ટરીઓ, વિવિધ સુક્ષ્મસજીવો અથવા કોષ-મુક્ત જૈવસંશ્લેષણ પ્લેટફોર્મનો ઉપયોગ કરીને ખોરાકના ઉત્પાદન માટે પરવાનગી આપશે. આ ટેકનોલોજી સંસાધન રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે અને પરંપરાગત કૃષિની ખામીઓ અને ઉચ્ચ કાર્બન ઉત્સર્જનને દૂર કરી શકે છે.

વિક્ષેપકારક અસર

2019 માં, પ્લાન્ટ-આધારિત ખાદ્ય ઉત્પાદક ઇમ્પોસિબલ ફૂડ્સે એક બર્ગર બહાર પાડ્યું જે "રક્તસ્ત્રાવ કરે છે." ઇમ્પોસિબલ ફૂડ્સ માને છે કે લોહી, ખાસ કરીને આયર્ન ધરાવતું હેમ, વધુ માંસયુક્ત સ્વાદ બનાવે છે અને જ્યારે છોડ આધારિત બર્ગરમાં સોયા લેગેમોગ્લોબિન ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે સુગંધ વધે છે. આ પદાર્થોને તેમના બીફ પૅટી રિપ્લેસમેન્ટ, ઇમ્પોસિબલ બર્ગરમાં ઉમેરવા માટે, પેઢી ડીએનએ સંશ્લેષણ, આનુવંશિક ભાગ લાઇબ્રેરીઓ અને ઓટોઇન્ડક્શન માટે હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપનો ઉપયોગ કરે છે. ઇમ્પોસિબલ બર્ગરને ઉત્પાદન કરવા માટે 96 ટકા ઓછી જમીન અને 89 ટકા ઓછી ગ્રીનહાઉસ ગેસની જરૂર પડે છે. આ બર્ગર વિશ્વભરમાં 30,000 થી વધુ રેસ્ટોરન્ટ્સ અને 15,000 કરિયાણાની દુકાનોમાં કંપનીના ઘણા ઉત્પાદનોમાંથી એક છે.

દરમિયાન, સ્ટાર્ટઅપ KnipBio એન્જિનિયરો પાંદડા પર જોવા મળતા સૂક્ષ્મજીવાણુમાંથી માછલી ખવડાવે છે. તેઓ માછલીના સ્વાસ્થ્ય માટે મહત્વપૂર્ણ કેરોટીનોઈડ્સને વધારવા માટે તેના જીનોમને સંપાદિત કરે છે અને તેની વૃદ્ધિને ઉત્તેજીત કરવા માટે આથોનો ઉપયોગ કરે છે. પછી સૂક્ષ્મજીવાણુઓ ટૂંકા ગાળા માટે ભારે ગરમીના સંપર્કમાં આવે છે, સૂકવવામાં આવે છે અને મિલ્ડ કરવામાં આવે છે. અન્ય કૃષિ પ્રોજેક્ટ્સમાં સજીવોના સંશ્લેષણનો સમાવેશ થાય છે જે મોટા જથ્થામાં વનસ્પતિ તેલ અને અખરોટના વૃક્ષો ઉત્પન્ન કરે છે જે સામાન્ય રીતે જરૂરી કરતાં ઘણા ઓછા પાણીનો ઉપયોગ કરીને ઘરની અંદર ઉગાડવામાં આવે છે જ્યારે બમણા બદામનું ઉત્પાદન કરે છે.

અને 2022 માં, યુએસ સ્થિત બાયોટેક કંપની પિવોટ બાયોએ મકાઈ માટે સિન્થેટિક નાઇટ્રોજન ખાતર બનાવ્યું. આ ઉત્પાદન ઔદ્યોગિક રીતે ઉત્પાદિત નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ કરવાની સમસ્યાને સંબોધે છે જે વૈશ્વિક ઉર્જાનો 1-2 ટકા ઉપયોગ કરે છે. બેક્ટેરિયા જે હવામાંથી નાઇટ્રોજનને ઠીક કરે છે તે જૈવિક ખાતર તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, પરંતુ તે અનાજના પાક (મકાઈ, ઘઉં, ચોખા) માટે યોગ્ય નથી. ઉકેલ તરીકે, પીવોટ બાયોએ આનુવંશિક રીતે નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયામાં ફેરફાર કર્યો છે જે મકાઈના મૂળ સાથે મજબૂત રીતે સંકળાયેલા છે.

ખાદ્ય ઉત્પાદનમાં કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન લાગુ કરવાના અસરો

ખાદ્ય ઉત્પાદન તરફ સિન્થેટીક બાયોલોજી લાગુ કરવાના વ્યાપક પરિણામોમાં આનો સમાવેશ થઈ શકે છે: 

• ઔદ્યોગિક ખેતી પશુધનમાંથી લેબ-નિર્મિત પ્રોટીન અને પોષક તત્વો તરફ સ્થળાંતર કરે છે.
• વધુ નૈતિક ઉપભોક્તા અને રોકાણકારો ટકાઉ ખેતી અને ખાદ્ય ઉત્પાદન તરફ સંક્રમણની હાકલ કરે છે.
• સરકારો સબસિડી, સાધનો અને સંસાધનો આપીને કૃષિકારોને વધુ ટકાઉ બનવા માટે પ્રોત્સાહિત કરે છે. 
• નિયમનકારો નવી નિરીક્ષણ કચેરીઓ બનાવે છે અને કૃત્રિમ ખાદ્ય ઉત્પાદન સુવિધાઓની દેખરેખમાં નિષ્ણાત અધિકારીઓની ભરતી કરે છે.
• ખાદ્ય ઉત્પાદકો ખાતર, માંસ, ડેરી ઉત્પાદનો અને ખાંડ માટે પ્રયોગશાળા દ્વારા બનાવેલા અવેજીઓમાં ભારે રોકાણ કરે છે.
• સંશોધકો સતત નવા ખાદ્ય પોષક તત્ત્વો શોધે છે અને એવા પરિબળો બનાવે છે જે આખરે પરંપરાગત કૃષિ અને મત્સ્યઉદ્યોગને બદલી શકે છે.
• કૃત્રિમ ઉત્પાદન તકનીકો દ્વારા શક્ય બનેલા નવા ખોરાક અને ખાદ્ય વર્ગોના સંપર્કમાં ભવિષ્ય પેદા થાય છે, જે નવી વાનગીઓ, વિશિષ્ટ રેસ્ટોરાંનો વિસ્ફોટ તરફ દોરી જાય છે.

ધ્યાનમાં લેવાના પ્રશ્નો

• સિન્થેટિક બાયોલોજીના સંભવિત જોખમો શું છે?
• તમે કેવી રીતે વિચારો છો કે કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન લોકો કેવી રીતે ખોરાક લે છે તે બદલાઈ શકે છે?