Dřevo vypěstované v laboratoři by mohlo planetě změnit hru

„Mnoho z toho, co zde vidíte, je konvergence inženýrství a biologie způsoby, které si lidé ještě před několika lety nepředstavovali,“ řekl Jeffrey Borenstein, technický ředitel Centra biomedicínského inženýrství v laboratoři Charles Stark Draper Laboratory.

Nachází se v Cambridge ve státě Massachusetts, jen co by kamenem dohodil od světoznámého Massachusetts Institute of Technologický kampus, nezisková laboratoř Draper Laboratory, prováděla špičkový výzkum dekády. V 60. letech pomohl navrhnout počítač Apollo Guidance Computer, který umístil astronauty Apolla na Měsíc a poté je bezpečně vrátil.

Projekt, o kterém Borenstein mluví výše, je celkově více pozemský, i když neméně působivý. Ve skutečnosti, pokud vše půjde podle plánu, není přehnané říci, že by to mohlo být zachránce planety. Velký nápad: Pěstovat rostlinné tkáně v laboratoři a vyrábět tak veganský ekvivalent maso vypěstované v laboratoři.

Pokud to zní působivě, ale je to okrajový zájem, představte si potenciální aplikace: Místo toho, abyste museli kácet lesy kvůli výrobě dřeva – dejte jeden příklad rostlinné tkáně – místo toho byste mohli materiál rychle pěstovat chemickým procesem způsobem, který má podstatně menší dopad na planetu. Můžete dokonce vyladit jeho mechanické vlastnosti nebo geometrii. Představte si například, že vám z jednoho masivního kusu vyroste pevnější dřevěný stůl. Není nutná žádná výsadba stromů, frézování, doprava, půda ani sluneční záření.

"Máme tuto rostoucí poptávku po produktech a potravinách, protože populace stále roste," Ashley Beckwithová, Draper Fellow a Ph. D. kandidát na MIT, který na projektu pracuje, řekl Digital Trends. „Konečně je o ornou půdu mnohem větší konkurence, než bývala. V určitém okamžiku nám pozemky, které máme k dispozici, nemusí být schopny poskytnout vše, co od nich požadujeme. Musíme začít hledat alternativní a strategičtější způsoby výroby těchto rostlinných materiálů.“

Podobné jako maso vypěstované v laboratoři

V současné době tým nevytváří plně sestavené tabulky. Tiskne v Petriho miskách maličké vzorky materiálu pro ověření konceptu, přičemž v současné době používá rostlinu cínie, rod rostlin z čeledi sedmikrásek.

Pro jejich časné demonstrace konceptu výzkumníci extrahovali živé buňky z listů rostliny cínie a poté tyto buňky kultivovali v kapalném růstovém médiu. Poté byly přeneseny do gelu, čímž mohou být indukovány, podobně jako kmenové buňky, do různých typů buněk. Pevná, dřevěná struktura, kterou se jim podařilo přimět, aby se staly, může být v jednom případě upravena ve své pevnosti řízením produkce organického polymeru zvaného lignin.

Srovnání buněčného masa je vhodné. Za posledních několik let počet společností, které zkoumají tento prostor, explodoval. Od Mosa Meat přes Memphis Meats až po množství dalších, méně aliterativních startupů, které se tolik neopírají o písmeno M, neexistuje nedostatek dolarů rizikového kapitálu věnovaných snu o pěstování masa v laboratoři, aniž by jedna kráva nebo prase muselo přijít o své život. Mohou být další rostliny?

"Obecně si myslím, že analogie je docela dobrá," řekl Beckwith Digital Trends. "To, na co se díváme, je v podstatě provádění tkáňového inženýrství v rostlinách." Chceme vypěstovat izolovanou tkáň bez pěstování zbytku rostliny, stejně jako lidé, kteří v ní pracují pěstitelský masný průmysl se snaží pěstovat konkrétní tkáň u krávy spíše než pěstovat celou krávu.

"Práce s rostlinnými buňkami je trochu jiná než práce s živočišnými buňkami," pokračovala. „Za prvé, mají tendenci růst pomaleji, ale mají mnohem větší vývojový potenciál než mnoho dospělých živočišných buněk. Máme mnohem větší flexibilitu, abychom mohli řídit vývoj těchto buněčných kultur – i když časově těmto kulturám trvá výroba konečného produktu o něco déle než kulturám živočišných buněk produkt. Ale když je porovnáte s přírodním případem, kdy pěstování dřeva na stromě může trvat 20 let než to bude mít ekonomickou hodnotu, pokud mluvíme o rozpětí několika měsíců, je to stále hodně zlepšila.”

Nové možnosti

Největší podobnost je však v širším, planetě prospěšném cíli. Stejně jako buněčné maso znamená méně půdy potřebné pro dobytek, méně emisí metanu a více, buněčné rostliny s sebou přinesou nové ekologické výhody.

„Myslím, že [že jsme na začátku] skutečného tlaku na biologicky rozložitelné produkty,“ Luis Fernando Velásquez-García, hlavní vědecký pracovník v Microsystems Technology Laboratories MIT, který také pracuje na projektu, řekl Digital Trends. "Svět se dostal do fáze, kdy musíme vynaložit značné zdroje a úsilí, abychom se vypořádali s odpadem, se kterým se potýkáme, s věcmi, které již nepotřebujete."

Borenstein pro Digital Trends řekl, že tato práce otevírá nové možnosti výroby v této oblasti – nejen jednodušší způsoby výroby předměty, které již vyrábíme z rostlinných materiálů, ale vytváříme předměty, které v současnosti z těchto materiálů nevyrábíme studna. To by mohlo zahrnovat vytváření druhů inteligentních materiálů, schopných samy se opravovat nebo přizpůsobovat měnícím se prostředím, jako je rostlina.

"Mohli byste vyrobit něco, co se obvykle vyrábí ze syntetických materiálů, a můžete to udělat z přírodních, živých materiálů," řekl. „To by mohlo mít obrovský přínos pro životní prostředí, ne? Myšlenka vytvořit živý materiál, který by nahradil něco syntetického, co nemusí být rozložitelné, co může ležet na skládce tisíce let. Mohli byste zkonstruovat něco, co má vlastnosti, které nahrazují tento umělý materiál, a nechat to být živým materiálem.“

Stále je před námi spousta práce, ale příslib je významný. "Pravděpodobně jsme ještě o kus dál, ale doufejme, že ne v měřítku desetiletí," řekl Beckwith. „Mohli bychom zaznamenat nějaký významný vývoj, pokud [této oblasti bude věnována pozornost, kterou si zaslouží]. Myslím, že v tomto desetiletí můžete vidět vývoj, který je velmi, velmi významný."

Papír popisující práci byl nedávno zveřejněné v Journal of Cleaner Production.