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 из Массачусетского технологического института скоро опубликуют статью, в которой будет описана концепция выращенных в лаборатории растительных тканей, таких как древесина и волокна, с использованием аналогичного подхода. Исследования находятся в зачаточном состоянии, но это великое видение. Идея состоит в том, чтобы избежать миллиардов срубленных 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. Когда они достигли определенного размера, они превратились в срубленные деревья и были доставлены на лесопилку, чтобы стать пиломатериалами. Затем древесину доставляли на фабрику или столярную мастерскую, где ее 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 или корней). Древесина, с которой можно заранее манипулировать, придавая ей желаемые свойства, и формировать непосредственно в формы: например, кухонный стол. Остановка для «родной» древесины, зеленый свет для лаборатории «выращенной» в лаборатории древесины.
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 с поваленными деревьями будет глобальным.
Это видение. Но сначала исследователи должны выяснить, возможно ли это вообще.
Ведущий автор исследования — аспирант в области 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 прибыли?» Беквит заявляет 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, ученые взяли клетки из листьев растения циннии и накормили их жидкой питательной средой. После того, как клетки выросли и разделились, исследователи поместили их в «форму» из геля и погрузили клетки в гормоны.
Вам может быть интересно, какое отношение клетки циннии, небольшое цветущее растение, имеют к древесине и поваленным деревьям.
Что ж, как уже упоминалось, их свойства можно «регулировать», как стволовые клетки, для выражения желаемых свойств. Гормоны ауксин и цитокинин заставляют клетки циннии производить лигнин, полимер, который делает древесину прочной.
Регулируя свои гормональные регуляторы, команда смогла регулировать производство лигнина. Гель «форма», реальная структура, затем заставлял 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, в котором каждая ячейка является принтером, а гелевая основа 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 требуется гораздо больше работы, чтобы вывести идею за рамки проверки концепции.
Вещи растут
Теперь исследователям необходимо понять, можно ли применить то, что они узнали, к другим типам клеток. «Гормональные ручки» могут отличаться 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 выросли, а затраты снизились. Теперь уже не смешно представить выращенное в лаборатории мясо в местном продуктовом магазине или ресторане. Буквально в прошлом году Сингапур стал первой страной, разрешившей коммерческое потребление выращенного в лаборатории мяса.
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.
