עץ שגדל במעבדה יכול להיות מחליף משחק עבור כדור הארץ

"הרבה ממה שאתה רואה כאן הוא התכנסות של הנדסה וביולוגיה בדרכים שאנשים לא דמיינו אפילו לפני כמה שנים", אמר ג'פרי בורנשטיין, מנהל טכני של המרכז להנדסה ביו-רפואית במעבדת צ'ארלס סטארק דרייפר.

ממוקם בקיימברידג', מסצ'וסטס, מרחק יריקה בלבד ממכון מסצ'וסטס המפורסם בעולם הקמפוס הטכנולוגי, מעבדת דרייפר ללא מטרות רווח ביצעה מחקר חדשני עבור עשרות שנים. בשנות ה-60, הוא עזר לתכנן את מחשב ההדרכה של אפולו שהציב את האסטרונאוטים של אפולו על הירח, ולאחר מכן החזיר אותם בשלום.

הפרויקט עליו מדבר בורנשטיין לעיל הוא בסך הכל יותר ארצי, אם כי לא פחות מרשים. למעשה, אם הכל יתנהל לפי התוכנית, אין זה מוגזם לומר שזה יכול להיות מציל כוכבי הלכת. הרעיון הגדול: לגדל רקמות צמחיות במעבדה כדי לייצר את המקבילה הטבעונית שלה בשר שגדל במעבדה.

אם זה נשמע מרשים, אבל מעורר עניין נישה, דמיינו את היישומים הפוטנציאליים: במקום לכרות יערות כדי לייצר עץ - לתת אחד דוגמה לרקמת צמחים - אתה יכול במקום זאת לגדל את החומר במהירות באמצעות תהליך כימי באופן שיש לו השפעה פלנטרית קטנה בהרבה. אתה יכול אפילו להתאים את התכונות המכניות שלו או הגיאומטריה שלו. תארו לעצמכם, למשל, מגדלים שולחן עץ חזק יותר בחתיכה אחת מוצקה. אין צורך בנטיעת עצים, כרסום, הובלה, אדמה או אור שמש.

"יש לנו את הביקוש הגובר הזה למוצרים ולמזון ככל שהאוכלוסייה ממשיכה לגדול," אשלי בקוויט, עמית דרייפר ודוקטורנט. מועמד ב-MIT שעובד על הפרויקט, אמר ל-Digital Trends. "בסופו של דבר, יש הרבה יותר תחרות על קרקעות לעיבוד מאשר בעבר. בשלב מסוים, ייתכן שהקרקעות העומדות לרשותנו לא יוכלו לספק את כל מה שאנו מבקשים ממנה. אנחנו צריכים להתחיל למצוא דרכים חלופיות ואסטרטגיות יותר לייצר את החומרים הצמחיים האלה".

דומה לבשר שגדל במעבדה

נכון לעכשיו, הצוות לא יוצר טבלאות מעוצבות במלואן. היא מדפיסה דגימות חומר זעירות, הוכחות לקונספט, בכלי פטרי, כיום משתמשת בצמח זיניה, סוג של צמחים במשפחת המרגניות.

לצורך ההדגמות המוקדמות של הוכחת הרעיון שלהם, החוקרים חילצו תאים חיים מעלים של צמח זיניה, ואז התרבו תאים אלה במצע גידול נוזלי. לאחר מכן הם הועברו לג'ל, שבאמצעותו ניתן להשרות אותם, בדומה לתאי גזע, למגוון סוגי תאים. את המבנה הנוקשה, דמוי העץ, שהם הצליחו לגרום להם להפוך, במקרה אחד, ניתן לשנות את המוצקות שלו על ידי שליטה בייצור שלו של פולימר אורגני בשם ליגנין.

השוואת הבשר הסלולרית היא מתאימה. במהלך השנים האחרונות, מספר החברות שחוקרות את המרחב הזה התפוצץ. מ-Mosa Meat ל-Memphis Meats ועד לשפע של סטארט-אפים אחרים, פחות אליטרטיביים, שאינם נשענים כל כך על האות M, אין מחסור בדולרים של הון סיכון המוקדשים לחלום לגדל בשר במעבדה מבלי שאף פרה או חזיר יצטרכו לאבד את חַיִים. האם צמחים יכולים להיות הבאים?

"אני חושב, באופן כללי, האנלוגיה טובה למדי", אמר בקוויט ל-Digital Trends. "מה שאנחנו מסתכלים עליו הוא בעצם לעשות הנדסת רקמות בצמחים. אנחנו רוצים לגדל רקמה מבודדת מבלי לגדל את שאר הצמח, באותו אופן שבו אנשים עובדים תעשיית הבשר התרבותי מחפשת לגדל רקמה מסוימת בפרה במקום לגדל את כל הפרה".

"עבודה עם תאי צמחים היא קצת שונה מעבודה עם תאי בעלי חיים", המשיכה. "למשל, הם נוטים לגדול לאט יותר, אבל יש להם הרבה יותר פוטנציאל התפתחותי מהרבה תאים של בעלי חיים בוגרים. יש לנו הרבה יותר גמישות כדי להיות מסוגלים לשלוט בהתפתחות של תרביות תאים אלה - אם כי, מבחינת הזמן, לתרבויות אלה לוקח קצת יותר זמן מאשר לתרביות תאים של בעלי חיים כדי לייצר את הסופי מוצר. אבל כאשר אתה משווה אותם למקרה הטבעי, שבו גידול עץ בעץ עשוי להימשך 20 שנה לפני שזה יהיה בעל ערך כלכלי, אם אנחנו מדברים על תקופה של כמה חודשים, זה עדיין הרבה מְשׁוּפָּר."

אפשרויות חדשות

הדמיון הגדול ביותר, לעומת זאת, הוא במטרה הרחבה יותר, המועילה לכוכב הלכת. כשם שבשר סלולרי פירושו פחות שטחים הנדרשים לבעלי חיים, פחות פליטות מתאן ועוד, מפעלי סלולר יביאו איתם יתרונות ידידותיים לסביבה חדשים.

"אני חושב [שאנו בתחילתו של] דחיפה אמיתית ליצירת מוצרים מתכלים," לואיס פרננדו ולאסקז-גרסיה, מדען עיקרי במחקר במעבדות הטכנולוגיה של MIT של MIT, שעובד גם הוא על הפרויקט, אמר ל-Digital Trends. "העולם הגיע לשלב שבו אנחנו צריכים להשקיע משאבים ומאמץ משמעותיים כדי להתמודד עם הפסולת שאנחנו מתמודדים איתה, עם הדברים שאתה כבר לא צריך".

בורנשטיין אמר ל-Digital Trends שהעבודה הזו פותחת אפשרויות ייצור חדשות בתחום זה - לא רק דרכים קלות יותר לעשות חפצים שאנחנו כבר מייצרים מחומרים צמחיים, אבל יוצרים חפצים שכרגע אנחנו לא מייצרים מחומרים אלה נו. זה יכול לכלול הקמת סוגים של חומר חכם, יכולת תיקון עצמי או הסתגלות לסביבות משתנות כמו, ובכן, צמח.

"אתה יכול לעשות משהו שנעשה בדרך כלל באמצעות חומרים סינתטיים, ואתה יכול לעשות אותו מחומרים טבעיים וחיים", אמר. "יש לזה יתרונות עצומים לסביבה, נכון? הרעיון להנדס חומר חי כדי להחליף משהו סינטטי שאולי אינו מתכלה, שעשוי לשבת במזבלה במשך אלפי שנים. אתה יכול להנדס משהו שיש לו את התכונות שמחליפות את החומר המלאכותי הזה, ושהוא יהיה חומר חי".

יש עוד הרבה עבודה לעשות, אבל ההבטחה היא משמעותית. "אנחנו כנראה עדיין רחוקים, אבל אני מקווה שלא בקנה מידה של עשרות שנים", אמר בקוויט. "נוכל לראות כמה התפתחויות משמעותיות אם [התחום הזה יקבל את תשומת הלב הראויה]. אני חושב שאפשר לראות התפתחויות בעשור שהן מאוד מאוד משמעותיות".

מאמר המתאר את העבודה היה פורסם לאחרונה ב-Journal of Cleaner Production.