Syntetisk biologi og fødevarer: Forbedring af fødevareproduktionen ved byggestenene

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• 20. December, 2022

Oversigt over indsigt

Syntetisk biologi, der blander biologi og teknik, dukker op som en nøgleløsning til at imødekomme den stigende globale fødevareefterspørgsel på grund af befolkningsvækst og miljømæssige udfordringer. Dette felt øger ikke kun fødevaresikkerhed og ernæring, men har også til formål at transformere traditionel landbrugspraksis ved at introducere laboratoriefremstillede proteiner og næringsstoffer. Med dets potentiale til at omforme fødevareindustrien kan syntetisk biologi føre til mere bæredygtige landbrugsmetoder, nye regulatoriske behov og et skift i forbrugernes præferencer og spisetraditioner.

Syntetisk biologi og fødevarekontekst

Forskere udvikler syntetiske eller laboratoriefremstillede spiselige produkter for at forbedre og udvide fødekæden. Men ifølge en undersøgelse offentliggjort i Natur tidsskrift, er det højst sandsynligt, at du vil have forbrugt eller brugt syntetisk biologi på en eller anden måde i 2030.

Ifølge Successful Farming forventes verdens befolkning at vokse med 2 milliarder i 2050, hvilket øger den globale efterspørgsel efter fødevareproduktion med næsten 40 procent. Med flere mennesker at fodre, vil der være et større behov for protein. Svindende landmasser, stigende kulstofemissioner og havniveauer og erosion forhindrer imidlertid fødevareproduktionen i at følge med den forventede efterspørgsel. Denne udfordring kan potentielt løses ved anvendelse af syntetisk eller laboratoriefremstillet biologi, hvilket forbedrer og udvider fødekæden.

Syntetisk biologi kombinerer biologisk forskning og ingeniørkoncepter. Denne disciplin trækker fra information, liv og samfundsvidenskab til at kontrollere cellulære funktioner gennem ledningskredsløb og forståelse af, hvordan forskellige biologiske systemer er designet. Ikke alene ses kombinationen af ​​fødevarevidenskab og syntetisk biologi som en effektiv metode til at løse aktuelle udfordringer med fødevaresikkerhed og ernæring, men denne nye videnskabelige disciplin kan vise sig at være afgørende for at forbedre nuværende ubæredygtige fødevareteknologier og -praksis.

Syntetisk biologi vil give mulighed for fødevareproduktion ved hjælp af klonede cellefabrikker, forskellige mikroorganismer eller cellefri biosynteseplatforme. Denne teknologi kan forbedre ressourcekonverteringseffektiviteten og eliminere traditionelle landbrugs ulemper og høje kulstofemissioner.

Forstyrrende påvirkning

I 2019 udgav den plantebaserede fødevareproducent Impossible Foods en burger, der "bløder". Impossible Foods mener, at blod, specielt den jernholdige hæm, skaber mere kødsmag, og aromaer forstærkes, når sojaleghæmoglobin tilsættes til en plantebaseret burger. For at infundere disse stoffer i deres oksekødspatty-erstatning, Impossible Burger, bruger firmaet DNA-syntese, genetiske delbiblioteker og en positiv feedback-loop til autoinduktion. The Impossible Burger kræver 96 procent mindre jord og 89 procent mindre drivhusgas at producere. Denne burger er blot et af virksomhedens mange produkter i over 30,000 restauranter og 15,000 dagligvarebutikker verden over.

I mellemtiden, opstartede KnipBio-ingeniører fiskefoder fra en mikrobe fundet på blade. De redigerer dets genom for at øge carotenoider, der er vigtige for fiskenes sundhed, og bruger fermentering til at stimulere væksten. Mikroberne udsættes derefter for ekstrem varme i en kort periode, tørres og formales. Andre landbrugsprojekter omfatter syntetisering af organismer, der producerer store mængder vegetabilsk olie og nøddetræer, der kan dyrkes indendørs med meget mindre vand end normalt krævet, mens de producerer dobbelt så mange nødder.

Og i 2022 lavede den amerikanske biotekvirksomhed Pivot Bio en syntetisk nitrogengødning til majs. Dette produkt løser problemet med at bruge industrielt produceret nitrogen, der forbruger 1-2 procent af den globale energi. Bakterier, der fikserer nitrogen fra luften, kan fungere som biologisk gødning, men de er ikke levedygtige med kornafgrøder (majs, hvede, ris). Som en løsning genmodificerede Pivot Bio en nitrogenfikserende bakterie, der forbinder stærkt med majsrødder.

Implikationer af at anvende syntetisk biologi til fødevareproduktion

Bredere implikationer af at anvende syntetisk biologi til fødevareproduktion kan omfatte: 

• Industrielt landbrug skifter fra husdyr til laboratoriefremstillet protein og næringsstoffer.
• Mere etiske forbrugere og investorer kræver en overgang til bæredygtigt landbrug og fødevareproduktion.
• Regeringer, der tilskynder landbrugere til at blive mere bæredygtige ved at tilbyde tilskud, udstyr og ressourcer. 
• Regulatorer, der opretter nye inspektionskontorer og ansætter embedsmænd, der er specialiseret i tilsynet med produktionsfaciliteter for syntetiske fødevarer.
• Fødevareproducenter investerer kraftigt i laboratoriefremstillede erstatninger for gødning, kød, mejeriprodukter og sukker.
• Forskere opdager hele tiden nye næringsstoffer og formfaktorer, som i sidste ende kan erstatte traditionelt landbrug og fiskeri.
• Fremtiden genererer at blive eksponeret for nye fødevarer og fødevarekategorier gjort mulig gennem syntetiske produktionsteknikker, hvilket fører til en eksplosion af nye opskrifter, nicherestauranter.

Spørgsmål at overveje

• Hvad er de mulige risici ved syntetisk biologi?
• Hvordan tror du ellers, at syntetisk biologi kan ændre, hvordan folk indtager mad?