Kuantumrun

GÖRÜNTÜ KREDİSİ:

iStock

Sentetik biyoloji ve gıda: Yapı taşlarında gıda üretiminin arttırılması

Bilim adamları, daha kaliteli ve sürdürülebilir gıda üretmek için sentetik biyolojiyi kullanıyor.

Yazar:
Yazar adı
Kuantumrun Öngörüsü
20 Aralık 2022

Analiz özeti

Biyoloji ve mühendisliği harmanlayan sentetik biyoloji, nüfus artışı ve çevresel zorluklar nedeniyle artan küresel gıda talebini karşılamak için önemli bir çözüm olarak ortaya çıkıyor. Bu alan yalnızca gıda güvenliğini ve beslenmeyi geliştirmekle kalmıyor, aynı zamanda laboratuvar yapımı proteinleri ve besin maddelerini tanıtarak geleneksel tarım uygulamalarını dönüştürmeyi de hedefliyor. Gıda endüstrisini yeniden şekillendirme potansiyeli ile sentetik biyoloji, daha sürdürülebilir tarım yöntemlerine, yeni düzenleyici ihtiyaçlara ve tüketici tercihlerinde ve yemek geleneklerinde bir değişime yol açabilir.

Sentetik biyoloji ve gıda bağlamı

Araştırmacılar, besin zincirini geliştirmek ve genişletmek için sentetik veya laboratuvar yapımı yenilebilir ürünler geliştiriyorlar. Ancak dergide yayınlanan bir araştırmaya göre Tabiat Journal, 2030 yılına kadar sentetik biyolojiyi bir şekilde tüketmiş veya kullanmış olmanız kuvvetle muhtemeldir.

Successful Farming'e göre, dünya nüfusunun 2 yılına kadar 2050 milyar artması ve gıda üretimine yönelik küresel talebin yaklaşık yüzde 40 artması bekleniyor. Beslenecek daha fazla insanla, proteine ihtiyaç daha fazla olacaktır. Ancak, küçülen kara kütleleri, yükselen karbon emisyonları ve deniz seviyeleri ve erozyon, gıda üretiminin öngörülen talebi karşılamasını engelliyor. Bu zorluk, gıda zincirini geliştirip genişleterek sentetik veya laboratuvar yapımı biyolojinin uygulanmasıyla potansiyel olarak çözülebilir.

Sentetik biyoloji, biyolojik araştırma ve mühendislik kavramlarını birleştirir. Bu disiplin, kablolama devreleri yoluyla hücresel fonksiyonları kontrol etmek ve farklı biyolojik sistemlerin nasıl tasarlandığını anlamak için bilgi, yaşam ve sosyal bilimlerden yararlanır. Gıda bilimi ve sentetik biyolojinin kombinasyonu, gıda güvenliği ve beslenme ile ilgili mevcut zorlukları çözmek için etkili bir yöntem olarak görülmekle kalmıyor, aynı zamanda bu yeni ortaya çıkan bilimsel disiplin, mevcut sürdürülemez gıda teknolojilerini ve uygulamalarını iyileştirmede hayati olabilir.

Sentetik biyoloji, klonlanmış hücre fabrikaları, çeşitli mikroorganizmalar veya hücresiz biyosentez platformları kullanarak gıda üretimine izin verecektir. Bu teknoloji, kaynak dönüştürme verimliliğini artırabilir ve geleneksel tarımın dezavantajlarını ve yüksek karbon emisyonlarını ortadan kaldırabilir.

Yıkıcı etki

2019'da bitki bazlı gıda üreticisi Impossible Foods, "kanayan" bir burger piyasaya sürdü. Impossible Foods, bitki bazlı bir burgere soya leghemoglobini eklendiğinde kanın, özellikle demir içeren heme'nin daha etli tatlar oluşturduğuna ve aromaların arttığına inanıyor. Bu maddeleri sığır köftesi ikamesi olan Impossible Burger'a aşılamak için firma DNA sentezini, genetik parça kitaplıklarını ve otomatik indüksiyon için pozitif bir geri besleme döngüsü kullanıyor. İmkansız Burger'i üretmek için yüzde 96 daha az arazi ve yüzde 89 daha az sera gazı gerekiyor. Bu burger, şirketin dünya çapında 30,000'den fazla restoran ve 15,000 markette bulunan birçok ürününden sadece biri.

Bu arada, başlangıçtaki KnipBio mühendisleri, yapraklarda bulunan bir mikroptan balık yemi alıyor. Balık sağlığı için önemli olan karotenoidleri artırmak için genomunu düzenlerler ve büyümesini teşvik etmek için fermantasyonu kullanırlar. Mikroplar daha sonra kısa bir süre aşırı ısıya maruz bırakılır, kurutulur ve öğütülür. Diğer tarımsal projeler arasında, büyük miktarlarda bitkisel yağ üreten organizmaların sentezlenmesi ve iç mekanlarda tipik olarak gerekenden çok daha az su kullanılarak yetiştirilebilen ve iki kat daha fazla fındık üreten fındık ağaçları yer alır.

Ve 2022'de ABD merkezli biyoteknoloji şirketi Pivot Bio, mısır için sentetik azotlu gübre yaptı. Bu ürün, küresel enerjinin yüzde 1-2'sini tüketen endüstriyel olarak üretilmiş nitrojen kullanma sorununu ele alıyor. Havadaki nitrojeni sabitleyen bakteriler biyolojik gübre görevi görebilir, ancak tahıl mahsullerinde (mısır, buğday, pirinç) yaşayamazlar. Bir çözüm olarak Pivot Bio, mısır kökleriyle güçlü bir şekilde ilişkili olan nitrojen sabitleyici bir bakterinin genetiğini değiştirdi.

Sentetik biyolojiyi gıda üretimine uygulamanın sonuçları

Sentetik biyolojiyi gıda üretimine uygulamanın daha geniş etkileri şunları içerebilir:

Endüstriyel tarım, hayvancılıktan laboratuvar yapımı protein ve besinlere geçiyor.
Sürdürülebilir çiftçilik ve gıda üretimine geçiş çağrısında bulunan daha etik tüketiciler ve yatırımcılar.
Sübvansiyonlar, ekipman ve kaynaklar sunarak tarımcıları daha sürdürülebilir olmaya teşvik eden hükümetler.
Yeni teftiş ofisleri oluşturan düzenleyiciler ve sentetik gıda üretim tesislerinin gözetiminde uzmanlaşmış memurlar işe alıyor.
Gıda üreticileri, gübre, et, süt ürünleri ve şeker yerine laboratuvar yapımı ikamelere büyük yatırım yapıyor.
Araştırmacılar sürekli olarak yeni gıda besin maddeleri keşfediyor ve sonunda geleneksel tarım ve balıkçılığın yerini alabilecek faktörleri oluşturuyor.
Gelecek, sentetik üretim teknikleriyle mümkün olan yeni yiyeceklere ve yiyecek kategorilerine maruz kalmayı doğuruyor ve bu da yeni tarifler ve niş restoranlarda patlamaya yol açıyor.