На этом сайте я неоднократно упоминал усилия многих компаний по созданию мясо в лаборатории (уже 3 года назад) или молоко: четный мед. Процессы, которые, по крайней мере, по мнению их создателей, потребляют меньше ресурсов и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду.
Исследователи Массачусетского технологического института вскоре опубликуют статью, описывающую доказательство концепции выращенных в лаборатории растительных тканей, таких как древесина и волокно, с использованием аналогичного подхода. Исследование находится в зачаточном состоянии, но это отличная идея. Идея состоит в том, чтобы избежать вырубки миллиардов деревьев и «выращивать» биоматериалы, а не вырывать их с планеты.
Для изготовления стола понадобится древесина. Чтобы делать дрова в лаборатории, деревья не валили
Рассмотрим обычный деревянный стол. За прошедшие годы одно или несколько деревьев превратили солнечный свет, минералы и воду в листья, древесину, кору и семена. Достигая определенного размера, они превращались в срубленные деревья и отправлялись на лесопилку для переработки в пиломатериалы. Затем пиломатериалы транспортировались на фабрику или столярную мастерскую, где их разрезали, формовали и собирали. Сколько деревьев срублено!
А теперь представьте, что весь процесс происходит в одно и то же время и в одном и том же месте.
Древесина, выращенная в лаборатории, без срубленных деревьев, только с теми волокнами, которые необходимы в данный момент (без семян, листьев, коры и корней). Древесина, которой можно заранее манипулировать, чтобы придать ей желаемые свойства, и которой можно непосредственно придать форму: например, кухонный стол. Остановка для «родной» древесины, зеленый свет для лабораторно «выращенной» древесины в лаборатории.
Дерево в лаборатории: мало отходов, мало загрязнения. Не повалено ни одного дерева.
Очевидно, что одним столом методика не ограничится. Другие продукты могут быть изготовлены из других биоматериалов. Теоретически и в больших масштабах процесс был бы более эффективный, менее дорогой и спасет многие леса. Прощание со срубленными деревьями будет глобальным.
Это видение. Но сначала исследователи должны выяснить, возможно ли это вообще.
Ведущий автор исследования — аспирант машиностроения Массачусетского технологического института. Называется Эшли Беквит.
Эшли говорит, что ее вдохновило время, проведенное на ферме: с точки зрения инженера, мир, полный неэффективности.
Он прав. В конце концов, время и времена года нам неподвластны. Мы используем землю и ресурсы для выращивания целых растений, но мы используем только их кусочки для еды или материалов. Миллиарды деревьев повалены с огромным разбросом.
«Это заставило меня задуматься: можем ли мы более стратегически подходить к тому, что мы получаем от этого процесса? Можем ли мы получить больше урожая?» говорит Беквит в выпуске MIT об исследовании.
Я хотел найти более эффективный способ использования земли и ресурсов, чтобы мы могли позволить большему количеству пахотных земель оставаться дикими или поддерживать более низкую урожайность, но позволять большее биоразнообразие.
Эшли Беквит, Массачусетский технологический институт
Чтобы сделать стол (в лаборатории деревянный) понадобится цветок.
Чтобы проверить эту идею, команда взяла клетки листьев растения циннии и накормила их жидкой питательной средой. После того как клетки выросли и разделились, исследователи поместили их в гелевую «форму» и пропитали клетки гормонами.
Вам может быть интересно, какое отношение клетки циннии, небольшое цветущее растение, имеют к древесине и поваленным деревьям.
Как уже упоминалось, их свойства можно «регулировать», как и стволовые клетки, для проявления желаемых свойств. Гормоны ауксин и цитокинин заставляют клетки циннии производить лигнин, полимер, который делает древесину прочной.
Настраивая регуляторы гормонов, команда смогла регулировать выработку лигнина. Гелевая «форма», реальная структура, затем заставляла клетки расти в определенной форме.
Мебель для роста
«Идея состоит не только в том, чтобы адаптировать свойства материала, но и в том, чтобы адаптировать его форму с самого начала», — говорит он. Луис Фернандо Веласкес-Гарсия, соавтор статьи с Эшли Беквит.
Лаборатория Веласкеса-Гарсии работает с технологией 3D-печати и рассматривает новую технику как своего рода аддитивное производство, где каждая клетка является принтером, а гелевый каркас управляет их производством.
Хотя это еще только начало, команда считает, что это исследование демонстрирует, что клетками растений можно манипулировать для производства биоматериала со свойствами, подходящими для конкретного использования.
Очевидно, что потребуется гораздо больше работы, чтобы вывести эту идею за рамки проверки концепции.
Вещи растут
Теперь исследователям необходимо выяснить, можно ли адаптировать то, что они узнали, к другим типам клеток. «Гормональные ручки» могут различаться от вида к виду.
Кроме того, масштабирование решает проблему поваленных деревьев, но требует решения таких проблем, как поддержание здорового газообмена между клетками.
Все нормально. Ранние исследования дают ответ на фундаментальный вопрос: стоит ли развивать эту идею? Ключевые вопросы, такие как стоимость и масштабируемость, часто остаются без ответа на этом этапе.
Так же было и с мясом
Например, первые эксперименты с выращенным в лаборатории мясом были невероятно дорогими и не обладали ключевыми свойствами. Первый выращенный в лаборатории гамбургер стоил несколько сотен тысяч долларов, но в нем не было жирных (вкусных) кусков традиционного бургера из говяжьего фарша. Он не был готов ни по цене, ни по качеству.
В последующие годы инвестиции и проценты росли, а затраты снижались. Теперь не так уж и смешно представить себе выращенное в лаборатории мясо в местном продуктовом магазине или ресторане. Только в прошлом году Сингапур стал первой страной, разрешившей мясо, выращенное в лаборатории, для коммерческого потребления.
Биоинженерия и производство, дороги, которым суждено встретиться
Независимо от того, поддерживает ли это конкретное видение дерева без срубленных деревьев или нет, рассматривать клетки как миниатюрные фабрики нет ничего нового.
Все чаще встречаются миры биоинженерии и производства. Спроектированные ячейки уже используются в промышленных условиях.
Осенью прошлого года японский бренд одежды предложил ограниченный выпуск (и очень дорогой) свитер. на 30% состоит из клетчатки, произведенной генетически модифицированными бактериями выращен в биореакторе.
