Laboris kasvatatud puit võib muuta planeedi mängu

"Palju sellest, mida siin näete, on inseneriteaduste ja bioloogia lähenemine viisil, mida inimesed isegi paar aastat tagasi ette ei kujutanud," ütles Jeffrey Borenstein, Charles Stark Draperi labori biomeditsiinitehnika keskuse tehniline direktor.

Asub Cambridge'is Massachusettsi osariigis, vaid kiviviske kaugusel maailmakuulsast Massachusettsi Instituudist. Tehnoloogialinnak, mittetulunduslik Draper Laboratory on viinud läbi tipptasemel uuringuid aastakümneid. 1960. aastatel aitas see kujundada Apollo juhendamisarvutit, mis paigutas Apollo astronaudid Kuule ja viis nad seejärel ohutult tagasi.

Projekt, millest Borenstein eespool räägib, on üleüldse maalähedasem, kuigi mitte vähem muljetavaldav. Tegelikult, kui kõik läheb plaanipäraselt, pole liialdus öelda, et see võib olla planeedi säästja. Suur idee: kasvatada laboris taimekudesid, et toota vegan-ekvivalenti laboris kasvatatud liha.

Kui see kõlab muljetavaldavalt, kuid pakub nišihuvi, kujutage ette võimalikke rakendusi: selle asemel, et metsade tootmiseks maha võtta – selleks Taimekoe näide – selle asemel võiks materjali keemilise protsessiga kiiresti kasvatada viisil, millel on planeedi mõju tunduvalt väiksem. Võite isegi muuta selle mehaanilisi omadusi või geomeetriat. Kujutage ette, et kasvatate näiteks tugevama puidust laua ühest massiivtükist. Puude istutamine, freesimine, transportimine, pinnas või päikesevalgus pole vajalikud.

"Meil on see kasvav nõudlus toodete ja toiduainete järele, kuna elanikkond kasvab jätkuvalt," Ashley Beckwith, Draper Fellow ja Ph. MIT-i kandidaat, kes projekti kallal töötab, ütles Digital Trends. „Lõppkokkuvõttes on põllumaa pärast konkurents palju suurem kui varem. Ühel hetkel ei pruugi meie käsutuses olevad maad pakkuda kõike, mida me sellelt palume. Peame leidma alternatiivseid ja strateegilisemaid viise nende taimsete materjalide tootmiseks.

Sarnaselt laboris kasvatatud lihale

Praegu ei loo meeskond täielikult moodustatud tabeleid. See trükib Petri tassidesse pisikesi kontseptsioonikindlaid materjalinäidiseid, kasutades praegu karikakarde perekonda kuuluvat tsinnia taime.

Oma varajase kontseptsiooni tõestamise demonstreerimiseks ekstraheerisid teadlased elusrakud tsinnia taime lehtedest ja kultiveerisid neid rakke vedelas kasvukeskkonnas. Seejärel kanti need geeliks, mille abil saab neid sarnaselt tüvirakkudega indutseerida mitmesugusteks rakutüüpideks. Jäika puidusarnase struktuuri, mida neil on õnnestunud tekitada, saab ühel juhul muuta selle tugevust, kontrollides selle orgaanilise polümeeri, mida nimetatakse ligniiniks, tootmist.

Rakuliha võrdlus on asjakohane. Viimastel aastatel on seda ruumi uurivate ettevõtete arv plahvatuslikult kasvanud. Alates Mosa Meatist kuni Memphis Meatsini ja lõpetades paljude teiste vähem alliteratiivsete idufirmadega, mis ei toetu nii tugevalt M-tähele, pole riskikapitali dollarite nappus, mis on pühendatud unistusele kasvatada liha laboris, ilma et ükski lehm või siga peaks kaotama elu. Kas taimed võiksid olla järgmised?

"Ma arvan, et üldiselt on analoogia üsna hea, " ütles Beckwith Digital Trendsile. "See, mida me vaatame, on peamiselt koetehnoloogia tegemine taimedes. Soovime kasvatada isoleeritud kudet ilma ülejäänud taime kasvatamata, samamoodi nagu töötavad inimesed kultiveeritud lihatööstus soovib kasvatada lehmal kindlat kudet, mitte kasvatada tervet lehma.

"Taimerakkudega töötamine on natuke teistsugune kui loomarakkudega töötamine," jätkas ta. "Üheks, nad kipuvad olema aeglasemalt kasvavad, kuid neil on palju suurem arengupotentsiaal kui paljudel täiskasvanud loomarakkudel. Meil on palju rohkem paindlikkust, et saaksime kontrollida nende rakukultuuride arengut - kuigi ajaliselt kulub nendel kultuuridel lõpptulemuse saamiseks veidi kauem aega kui loomsete rakukultuuride puhul toode. Kuid kui võrrelda neid loomuliku juhtumiga, kus puidu kasvatamine puus võib võtta 20 aastat enne kui sellel on majanduslik väärtus, kui me räägime paarikuulisest ajavahemikust, on see ikka palju paranenud.”

Uued võimalused

Suurim sarnasus on aga laiemas, planeedile kasulikus eesmärgis. Nii nagu rakuline liha tähendab kariloomade jaoks vähem maad, vähem metaaniheidet ja rohkem, toovad rakutaimed endaga kaasa uusi keskkonnasõbralikke eeliseid.

"Ma arvan, et [me oleme alguses] tõelise tõuke saamiseks biolagunevate toodete saamiseks," Luis Fernando Velásquez-GarcíaMIT-i Microsystems Technology Laboratories'i peamine teadlane, kes samuti projekti kallal töötab, ütles Digital Trendsile. "Maailm on jõudnud etappi, kus peame kulutama märkimisväärseid ressursse ja jõupingutusi, et tegeleda jäätmete ja asjadega, mida te enam ei vaja."

Borenstein ütles Digital Trendsile, et see töö avab selles valdkonnas uusi tootmisvõimalusi – mitte ainult lihtsamaid valmistamisviise objektid, mida me juba valmistame taimsetest materjalidest, kuid loome objekte, mida me praegu nendest materjalidest ei valmista hästi. See võib hõlmata nutikate materjalide loomist, mis suudavad ise parandada või kohaneda muutuvate keskkondadega, nagu näiteks taim.

"Võite teha midagi, mis on tavaliselt valmistatud sünteetilistest materjalidest, ja võite teha selle looduslikest elavatest materjalidest," ütles ta. "See võib keskkonnale tohutult kasu tuua, eks? Idee konstrueerida elus materjal, et asendada midagi sünteetilist, mis ei pruugi laguneda ja mis võib tuhandeid aastaid prügilasse jääda. Võiksite luua midagi, millel on omadused, mis asendavad seda tehismaterjali, ja et see oleks elav materjal.

Tööd on veel palju, kuid lubadus on märkimisväärne. "Tõenäoliselt oleme veel veidi eemal, kuid loodetavasti mitte aastakümnete mastaabis," ütles Beckwith. „Kui [sellele valdkonnale väärib tähelepanu], võiksime näha mõningaid olulisi arenguid. Ma arvan, et kümnendi jooksul võib näha arenguid, mis on väga-väga märkimisväärsed.

Tööd kirjeldav paber oli avaldati hiljuti ajakirjas Journal of Cleaner Production.