Боже, храни ГМО. Как генная инженерия спасет нас от голода и климатической катастрофы

Новый проект IGI нацелен в первую очередь на создание растений, способных перерабатывать гораздо больше углеродных выбросов. Постоянно растущие выбросы углекислого газа CO2 являются главной причиной глобального повышения температуры на Земле.

«Климатические изменения — это самая серьезная проблема, с которой сегодня сталкивается мир. Она влияет на голод, распространение болезней, биоразнообразие, глобальную экономику и почти все аспекты жизни человека», — заявила основатель IGI доктор Дженнифер Дудна.

Осенью 2020-го американская биохимик Дудна вместе с французской микробиологом Эммануэль Шарпантье получили Нобелевскую премию по химии за разработку метода редактирования генома, известный сегодня как CRISPR/Cas9. Ученые доказали, что с помощью этой технологии можно вывести растительные культуры, устойчивые к плесени, вредителям и засухе.

«В течение нескольких лет мы понимали, что редактирование генома CRISPR можно использовать, чтобы помочь сельскому хозяйству адаптироваться к изменению климата. Это захватывающий новый шаг — применить тот же набор инструментов для удаления углерода и непосредственного решения проблемы изменения климата», — объяснила Дудна.

Генно-модифицированный рис

Главным донором нового проекта IGI стала Инициатива Чан Цукерберг, — благотворительная организация основателя Facebook Марка Цукерберга и его жены Чан. Инициатива выделила $11 млн на улучшение пищевых растений и почвы, которые смогут перерабатывать больше СО2.

Первым растением, которое планируют генетически модифицировать в рамках этого проекта станет рис. Сегодня рис является одним из ключевых пищевых продуктов для большей части населения Земли.

Миссия IGI заключается в улучшении фотосинтеза пищевых растений, создании культур с более длинными корнями, а также повышении способности почвы накапливать, а не выделять парниковые газы. Новые рисовые культуры смогут откладывать углерод глубже в почву, а разработанные удобрения позволят питать почвенный микробиом, который будет дольше удерживает углерод.

Исполнительный директор IGI Брэд Рингейзен заявил, что $11 млн от Инициативы Чан Цукерберг покрывают три года исследований в этом направлении. По словам Рингейзена, практическая польза от разрабатываемой технологии и позитивное влияние на сельское хозяйство может произойти через семь-десять лет.

Специалисты IGI выбрали рис в качестве первого растения для своих исследований, поскольку генетическая структура этой культуры изучена лучше всего, и ученым будет гораздо легче ее редактировать. Участницей прокта также является Памела Рональд, которая ранее помогла вывести сорт риса, устойчивый к наводнениям. Сейчас этот рис выращивают более шести миллионов фермеров в Индии и Бангладеш.

После риса генетики IGI планируют разработать новые виды сорго — злакового растения, которое выращивается в качестве хлебной, технической и кормовой культуры на всех континентах Земли.

«Растения уже являются чрезвычайно эффективным инструментом для борьбы с углеродными выбросами, которые появились в результате миллионов лет эволюции. Поэтому я все еще уверен, что CRISPR может сделать многое для улучшения сдерживания углерода в необходимом нам масштабе», — заявил доцент Массачусетского технологического института Сезар Террер, который возглавляет лабораторию по изучению взаимодействия растений с почвой.

Однако, Террер предупреждает, что подобные технологии должны развиваться параллельно с глобальными инициативами по сокращению выбросов парниковых газов.

Влияние сельского хозяйства на климат

По данным Агентства по охране окружающей среды США, сегодня сельское хозяйство производит примерно 15% от всех выбросов парниковых газов в мире.

Сельскохозяйственная деятельность, переработка отходов, использование энергии, а также сжигание биомассы приводят к значительным выбросам метана (CH4), который также повышает глобальную температуру воздуха на Земле.

Например, в сельскохозяйственной промышленности США продукты жизнедеятельности коров отвечают почти за две трети выбросов парниковых газов. Из-за этого экологи предлагают американцам заменят всю говядину в своем рационе на бобы.

Вдобавок производство говядины требует гораздо больших площадей сельскохохозяйственных угодий, чем производство курятины, свинины или зерновых растений. Предполагалось, что массовый отказ от коровьих ферм поможет восстановить леса и сократить парниковые выбросы.

«Если крупнейшие потребители говядины в мире ограничат свои запросы потребления до 1,5 гамбургера в неделю (примерно половина от того, что сейчас употребляет среднестатистический американец) планета могла бы содержать население в 10 млрд человек без необходимости превращать больше лесов в сельскохозяйственные угодья», — заявляла вице-президент по науке и исследованиям в Институте мировых ресурсов Джанет Ранганатан.

В то же время, представители Эдинбургского университета заявляли, что «мясо имеет решающее значение для физического и психического здоровья детей, особенно в развивающихся странах».

Решением этой проблемы также может стать генная инженерия.

Искусственное мясо

В 2018 году Агентство США по контролю за продуктами и лекарствами одобрило использование искусственного мяса, которое разрабатывают компании вроде голландской Mosa Meat и американской Impossible Foods.

Технология создания подобных продуктов заключается в использовании клеток организма животных, обогащенных специальной сывороткой из их крови. С помощью этого уже создают мясо на растительной основе, которое имеет идентичные вкусовые качества и позволяет не убивать животных.

Бургеры от Impossible Food доступны в нескольких тысячах заведений общепита в США, включая популярную сеть гамбургеров White Castle.

В начале 2020-го Сингапур также стал первой страной в мире, которая разрешила продажу искусственного куриного мяса американской компании Eat Just.

Клетки для продукта Eat Just выращиваются в биореакторе объемом 1200 литров, а затем комбинируются с растительными ингредиентами. Среда для выращивания такого мяса включает бычью сыворотку, которая извлекается из крови плода, а затем почти полностью удаляется.

Компании, которые выращивают мясо в лабораторных условиях, считают, что их продукты могут помочь отучить приверженных мясоедов от традиционных источников производства этого продукта.

Некоторые компании также выращивают мясо рыб в лабораторных условиях: калифорнийский стартап BlueNalu разрабатывает морепродукты с помощью клеток мышц живой рыбы, которые модифицируют в растительной среде из множества питательных веществ.

В январе 2022-го представители BlueNalu объявили о сотрудничестве с крупнейшим в Японии оператором суши FOOD&LIFE COMPANIES для поставки искусственного тунца. Мясо тунца, выращенное на основе клеток этой рыбы семейства скумбриевых, планировали подавать в более 1000 ресторанов в Корее, Тайване, Сингапуре, Гонконге, Таиланде и материковом Китае.

Подобные продукты не только не вредит животным и окружающей среде, но и могут быть даже полезнее, чем естественное мясо: клеточный способ выращивания позволяет избавить пищу от паразитов, бактерий, ртути, микропластика и других вредных веществ, которые отравляют животных в море и на суше.