Деревина, вирощена в лабораторії, може кардинально змінити ситуацію на планеті

«Багато з того, що ви тут бачите, — це конвергенція інженерії та біології у такий спосіб, про який люди не уявляли навіть кілька років тому», — сказав Джеффрі Боренштейн, технічний директор Центру біомедичної інженерії в лабораторії Чарльза Старка Дрейпера.

Розташований у Кембриджі, штат Массачусетс, у двох кроках від всесвітньо відомого Массачусетського інституту Технологічний кампус, некомерційна лабораторія Draper Laboratory проводить передові дослідження для десятиліть. У 1960-х роках вона допомогла розробити керуючий комп’ютер Apollo, який відправив астронавтів Apollo на Місяць, а потім безпечно повернув їх.

Проект, про який розповідає Боренштейн, є більш земним, але не менш вражаючим. Насправді, якщо все піде за планом, не буде перебільшенням сказати, що це може врятувати планету. Велика ідея: виростити рослинні тканини в лабораторії для отримання веганського еквівалента м'ясо, вирощене в лабораторії.

Якщо це звучить вражаюче, але цікаво для певної ніші, уявіть потенційні сфери застосування: замість того, щоб вирубувати ліси для виробництва деревини, — створіть приклад рослинної тканини — натомість ви можете швидко виростити матеріал за допомогою хімічного процесу таким чином, щоб мати значно менший вплив на планету. Ви навіть можете налаштувати його механічні властивості або геометрію. Уявіть собі, наприклад, вирощування міцнішого дерев’яного столу з цільного шматка. Не потрібно садити дерева, фрезерувати, транспортувати, ґрунт чи сонячне світло.

«У нас зростає попит на продукти та продукти харчування, оскільки населення продовжує зростати», Ешлі Беквіт, стипендіат Дрейпера та доктор філософії. кандидат в MIT, який працює над проектом, розповів Digital Trends. «Зрештою, конкуренція за орні землі стала набагато більшою, ніж була раніше. У якийсь момент доступні нам землі можуть бути не в змозі забезпечити все, що ми від них вимагаємо. Нам потрібно почати шукати альтернативні та більш стратегічні способи виробництва цих рослинних матеріалів».

Схоже на м'ясо, вирощене в лабораторії

Наразі команда не створює повністю сформовані таблиці. Він друкує крихітні зразки матеріалу для підтвердження концепції в чашках Петрі, наразі використовуючи рослину цинію, рід рослин родини маргариткових.

Для своїх ранніх демонстрацій підтвердження концепції дослідники витягли живі клітини з листя рослини цинії, а потім культивували ці клітини в рідкому середовищі для росту. Потім їх перенесли в гель, завдяки чому вони можуть бути індуковані, подібно до стовбурових клітин, у різні типи клітин. Жорстка, схожа на деревину структура, якою вони зуміли змусити їх стати, в одному випадку, може бути змінена в своїй твердості, контролюючи виробництво органічного полімеру під назвою лігнін.

Доречним є порівняння клітинного м'яса. За останні кілька років кількість компаній, які вивчають цей простір, різко зросла. Тут не існує жодної дефіцит доларів венчурного капіталу, спрямованих на мрію про вирощування м’яса в лабораторії без жодної корови чи свині життя. Чи можуть рослини бути наступними?

«Я думаю, що в цілому аналогія досить хороша», — сказав Беквіт Digital Trends. «Ми розглядаємо, по суті, тканинну інженерію рослин. Ми хочемо виростити ізольовану тканину, не вирощуючи решту рослини, так само, як працюють люди промисловість культивованого м’яса прагне виростити певну тканину в корові, а не вирощувати всю корову».

«Робота з клітинами рослин дещо відрізняється від роботи з клітинами тварин», — продовжила вона. «По-перше, вони, як правило, повільніше ростуть, але вони мають набагато більший потенціал розвитку, ніж багато клітин дорослих тварин. Ми маємо набагато більше гнучкості, щоб мати змогу контролювати розвиток цих клітинних культур — хоча за часом цим культурам потрібно трохи більше часу, ніж культурам тваринних клітин, щоб отримати остаточний результат продукт. Але якщо ви порівнюєте їх із природним випадком, коли вирощування деревини на дереві може тривати 20 років до того, як це матиме економічну цінність, якщо ми говоримо про проміжок у пару місяців, це ще багато покращено».

Нові можливості

Однак найбільша подібність полягає в ширшій меті, яка приносить користь планеті. Подібно до того, як клітинне м’ясо означає менше землі, необхідної для худоби, менше викидів метану тощо, клітинні рослини принесуть із собою нові екологічні переваги.

«Я вважаю, що [ми знаходимося на початку] справжнього поштовху до виробництва біорозкладаних продуктів», Луїс Фернандо Веласкес-Гарсія, головний науковий співробітник Microsystems Technology Laboratories MIT, який також працює над проектом, розповів Digital Trends. «Світ підійшов до такого етапу, коли ми повинні витрачати значні ресурси та зусилля, щоб мати справу з відходами, з якими ми маємо справу, з речами, які вам більше не потрібні».

Боренштейн сказав Digital Trends, що ця робота відкриває нові виробничі можливості в цій галузі, а не просто простіші способи виготовлення об’єкти, які ми вже виготовляємо з рослинних матеріалів, але створюємо об’єкти, які ми зараз не виготовляємо з цих матеріалів Ну. Це може включати створення різного роду розумного матеріалу, здатного самовідновлюватися або адаптуватися до мінливого середовища, наприклад, рослина.

«Ви можете зробити щось, що зазвичай робиться з використанням синтетичних матеріалів, і ви можете зробити це з природних живих матеріалів», — сказав він. «Це може мати величезну користь для навколишнього середовища, чи не так? Ідея створення живого матеріалу для заміни чогось синтетичного, що не піддається розкладанню та може стояти на смітнику тисячі років. Ви можете створити щось, що має властивості, які замінять цей штучний матеріал, і зробити це живим матеріалом».

Попереду ще багато роботи, але обіцянка є значною. «Ми, мабуть, ще далеко, але, сподіваюся, не в масштабі десятиліть», — сказав Беквіт. «Ми можемо побачити деякі значні зміни, якщо [цій сфері буде приділено увагу, якої вона заслуговує]. Я думаю, що ви можете побачити дуже, дуже значні події за десятиліття».

Папір з описом роботи був нещодавно опубліковано в Journal of Cleaner Production.