Syntetisk biologi och mat: Förbättra livsmedelsproduktionen vid byggstenarna

• Författare:
• författarnamn

  Quantumrun Framsyn
• December 20, 2022

Insiktssammanfattning

Syntetisk biologi, som blandar biologi och ingenjörskonst, växer fram som en nyckellösning för att möta den ökande globala efterfrågan på livsmedel på grund av befolkningstillväxt och miljöutmaningar. Detta område förbättrar inte bara livsmedelssäkerhet och näring utan syftar också till att omvandla traditionella jordbruksmetoder genom att introducera laboratorietillverkade proteiner och näringsämnen. Med dess potential att omforma livsmedelsindustrin kan syntetisk biologi leda till mer hållbara jordbruksmetoder, nya regulatoriska behov och en förändring av konsumenternas preferenser och mattraditioner.

Syntetisk biologi och matsammanhang

Forskare utvecklar syntetiska eller labbtillverkade ätbara produkter för att förbättra och utöka näringskedjan. Men enligt en studie publicerad i Natur journal, är det mycket troligt att du kommer att ha konsumerat eller använt syntetisk biologi på något sätt till 2030.

Enligt Successful Farming beräknas världens befolkning växa med 2 miljarder år 2050, vilket ökar den globala efterfrågan på livsmedelsproduktion med nästan 40 procent. Med fler människor att mata blir det ett större behov av protein. Men krympande landmassor, stigande koldioxidutsläpp och havsnivåer och erosion hindrar livsmedelsproduktionen från att hänga med den prognostiserade efterfrågan. Denna utmaning kan potentiellt lösas genom tillämpning av syntetisk eller labbtillverkad biologi, vilket förbättrar och utökar näringskedjan.

Syntetisk biologi kombinerar biologisk forskning och ingenjörskoncept. Denna disciplin hämtar från information, liv och samhällsvetenskap för att styra cellulära funktioner genom ledningskretsar och förstå hur olika biologiska system är utformade. Kombinationen av livsmedelsvetenskap och syntetisk biologi ses inte bara som en effektiv metod för att lösa nuvarande utmaningar med livsmedelssäkerhet och nutrition, utan denna framväxande vetenskapliga disciplin kan visa sig vara avgörande för att förbättra nuvarande ohållbara livsmedelsteknologier och metoder.

Syntetisk biologi kommer att möjliggöra livsmedelsproduktion med hjälp av klonade cellfabriker, olika mikroorganismer eller cellfria biosyntesplattformar. Denna teknik kan förbättra resursomvandlingens effektivitet och eliminera det traditionella jordbrukets nackdelar och höga koldioxidutsläpp.

Störande inverkan

2019 släppte den växtbaserade livsmedelstillverkaren Impossible Foods en hamburgare som "blöder". Impossible Foods tror att blod, särskilt den järnhaltiga hemen, skapar mer köttiga smaker och aromer förstärks när sojaleghemoglobin tillsätts i en växtbaserad hamburgare. För att ingjuta dessa ämnen i deras nötbiffsersättning, Impossible Burger, använder företaget DNA-syntes, genetiska delbibliotek och en positiv återkopplingsslinga för autoinduktion. The Impossible Burger kräver 96 procent mindre mark och 89 procent mindre växthusgas för att producera. Denna hamburgare är bara en av företagets många produkter i över 30,000 15,000 restauranger och XNUMX XNUMX livsmedelsbutiker världen över.

Under tiden fiskfoder nystartade KnipBio-ingenjörer från en mikrob som finns på löv. De redigerar dess genom för att öka karotenoider som är viktiga för fiskens hälsa och använder fermentering för att stimulera dess tillväxt. Mikroberna utsätts sedan för extrem värme under en kort period, torkas och mals. Andra jordbruksprojekt inkluderar syntetisering av organismer som producerar stora mängder vegetabilisk olja och nötträd som kan odlas inomhus med mycket mindre vatten än normalt krävs samtidigt som de producerar dubbelt så många nötter.

Och 2022 tillverkade det USA-baserade bioteknikföretaget Pivot Bio en syntetisk kvävegödsel för majs. Denna produkt tar itu med problemet med att använda industriellt producerat kväve som förbrukar 1-2 procent av den globala energin. Bakterier som fixerar kväve från luften kan fungera som biologiskt gödningsmedel, men de är inte livskraftiga med spannmålsgrödor (majs, vete, ris). Som en lösning genetiskt modifierade Pivot Bio en kvävefixerande bakterie som associerar starkt med majsrötter.

Implikationer av att tillämpa syntetisk biologi på livsmedelsproduktion

Vidare implikationer av att tillämpa syntetisk biologi mot livsmedelsproduktion kan inkludera: 

• Industriellt jordbruk går från boskap till labbtillverkat protein och näringsämnen.
• Mer etiska konsumenter och investerare kräver en övergång till hållbart jordbruk och livsmedelsproduktion.
• Regeringar som uppmuntrar jordbrukare att bli mer hållbara genom att erbjuda subventioner, utrustning och resurser. 
• Tillsynsmyndigheter som skapar nya inspektionskontor och anställer tjänstemän som är specialiserade på övervakning av anläggningar för produktion av syntetiska livsmedel.
• Livsmedelstillverkare investerar hårt i labbtillverkade substitut för gödningsmedel, kött, mejeriprodukter och socker.
• Forskare upptäcker ständigt nya näringsämnen och formfaktorer i maten som så småningom kan ersätta traditionellt jordbruk och fiske.
• Framtiden genererar att exponeras för nya livsmedel och livsmedelskategorier som möjliggjorts genom syntetiska produktionstekniker, vilket leder till en explosion av nya recept, nischrestauranger.

Frågor att överväga

• Vilka är de möjliga riskerna med syntetisk biologi?
• Hur tror du annars att syntetisk biologi kan förändra hur människor konsumerar mat?