Боже, бережи ГМО. Як генна інженерія врятує нас від голоду та кліматичної катастрофи

Новий проєкт IGI націлений насамперед створення рослин, здатних переробляти набагато більше вуглецевих викидів. Викиди вуглекислого газу CO2, що постійно зростають, є головною причиною глобального підвищення температури на Землі.

«Кліматичні зміни — це найсерйозніша проблема, з якою сьогодні стикається світ. Вона впливає на голод, поширення хвороб, біорізноманіття, глобальну економіку та майже всі аспекти життя людини», — заявила засновник IGI доктор Дженніфер Дудна.

Восени 2020-го американська біохімік Дудна разом із французькою мікробіологом Еммануель Шарпантьє отримали Нобелівську премію з хімії за розробку методу редагування геному, відомого сьогодні як CRISPR/Cas9. Вчені довели, що за допомогою цієї технології можна вивести рослинні культури, стійкі до цвілі, шкідників та посухи.

«Протягом кількох років ми розуміли, що редагування геному CRISPR можна використовувати, щоб допомогти сільському господарству адаптуватися до зміни клімату. Це захопливий новий крок — застосувати той самий набір інструментів для видалення вуглецю та безпосереднього вирішення проблеми зміни клімату», — пояснила Дудна.

Генно-модифікований рис

Головним донором нового проєкту IGI стала Ініціатива Чан Цукерберг — благодійна організація засновника Facebook Марка Цукерберга та його дружини Чан. Ініціатива виділила $11 млн на покращення харчових рослин та ґрунту, які зможуть переробляти більше СО2.

Першою рослиною, яку планують генетично модифікувати у рамках цього проєкту, стане рис. Сьогодні рис є одним із ключових харчових продуктів для більшої частини населення Землі.

Місія IGI полягає у покращенні фотосинтезу харчових рослин, створенні культур з довшим корінням, а також підвищенні здатності ґрунту накопичувати, а не виділяти парникові гази. Нові рисові культури зможуть відкладати вуглець глибше у ґрунт, а розроблені добрива дозволять живити ґрунтовий мікробіом, який довше утримує вуглець.

Виконавчий директор IGI Бред Рінгейзен заявив, що $11 млн від Ініціативи Чан Цукерберг покривають три роки досліджень у цьому напрямку. За словами Рінгейзена, практична користь від технології, що розробляється, і позитивний вплив на сільське господарство може статися через сім-десять років.

Фахівці IGI вибрали рис як першу рослину для своїх досліджень, оскільки генетична структура цієї культури вивчена найкраще, і вченим буде набагато легше її редагувати. Учасницею проєкту є Памела Рональд, яка раніше допомогла вивести сорт рису, стійкий до повеней. Зараз цей рис вирощують понад шість мільйонів фермерів в Індії та Бангладеш.

Після рису генетики IGI планують розробити нові види сорго — злакової рослини, яка вирощується як хлібна, технічна та кормова культура на всіх континентах Землі.

«Рослини вже є надзвичайно ефективним інструментом для боротьби з вуглецевими викидами, що виникли внаслідок мільйонів років еволюції. Тому я досі впевнений, що CRISPR може зробити багато для покращення стримування вуглецю в необхідному нам масштабі», — заявив доцент Массачусетського технологічного інституту Сезар Терер, який очолює лабораторію з вивчення взаємодії рослин із ґрунтом.

Проте Терер попереджає, що подібні технології мають розвиватися паралельно з глобальними ініціативами зі скорочення викидів парникових газів.

Вплив сільського господарства на клімат

За даними Агентства з охорони навколишнього середовища США, сьогодні сільське господарство виробляє приблизно 15% усіх викидів парникових газів у світі.

Сільськогосподарська діяльність, переробка відходів, використання енергії, а також спалювання біомаси призводять до значних викидів метану (CH4), який також підвищує глобальну температуру повітря на Землі.

Наприклад, у сільськогосподарській промисловості США продукти життєдіяльності корів відповідають за майже дві третини викидів парникових газів. Через це екологи пропонують американцям замінять усю яловичину у своєму раціоні на боби.

До того ж виробництво яловичини вимагає значно більших площ сільськогосподарських угідь, ніж виробництво курятини, свинини чи зернових рослин. Передбачалося, що масова відмова від коров’ячих ферм допоможе відновити ліси та скоротити парникові викиди.

«Якщо найбільші споживачі яловичини у світі обмежать свої запити споживання до 1,5 гамбургера на тиждень (приблизно половина від того, що зараз вживає середньостатистичний американець) планета могла б утримувати населення в 10 млрд людей без необхідності перетворювати більше лісів на сільськогосподарські угіддя», — заявляла віцепрезидент з науки та досліджень в Інституті світових ресурсів Джанет Ранганатан.

У той же час, представники Единбурзького університету заявляли, що «м’ясо має вирішальне значення для фізичного та психічного здоров’я дітей, особливо в країнах, що розвиваються».

Розв’язанням цієї проблеми також може стати генна інженерія.

Штучне м’ясо

У 2018 році Агентство США з контролю за продуктами та ліками схвалило використання штучного м’яса, яке розробляють компанії на кшталт голландської Mosa Meat та американської Impossible Foods.

Технологія створення подібних продуктів полягає у використанні клітин організму тварин, збагачених спеціальною сироваткою з їхньої крові. За допомогою цього вже створюють м’ясо на рослинній основі, яке має ідентичні смакові якості та дозволяє не вбивати тварин.

Бургери від Impossible Food доступні в кількох тисячах закладів громадського харчування у США, включаючи популярну мережу гамбургерів White Castle.

На початку 2020-го Сінгапур також став першою країною у світі, яка дозволила продаж штучного курячого м’яса американській компанії Eat Just.

Клітини для продукту Eat Just вирощуються в біореакторі об'ємом 1200 літрів, потім комбінуються з рослинними інгредієнтами. Середовище для вирощування такого м’яса включає бичачу сироватку, яка витягується з крові плода, а потім майже повністю видаляється.

Компанії, які вирощують м’ясо в лабораторних умовах, вважають, що їхні продукти можуть допомогти відучити відданих м’ясоїдів від традиційних джерел виробництва цього продукту.

Деякі компанії також вирощують м’ясо риб у лабораторних умовах: каліфорнійський стартап BlueNalu розробляє морепродукти за допомогою клітин м’язів живої риби, які модифікують у рослинному середовищі з багатьох поживних речовин.

У січні 2022-го представники BlueNalu оголосили про співпрацю з найбільшим у Японії оператором суші FOOD&LIFE COMPANIES для постачання штучного тунця. М’ясо тунця, вирощене на основі клітин цієї риби сімейства скумбрієвих, планували подавати у понад 1000 ресторанів у Кореї, Тайвані, Сінгапурі, Гонконгу, Таїланді та материковому Китаї.

Подібні продукти не тільки не шкодять тваринам та навколишньому середовищу, але й можуть бути навіть кориснішими, ніж природне м’ясо: клітинний спосіб вирощування дозволяє позбавити їжу від паразитів, бактерій, ртуті, мікропластику та інших шкідливих речовин, які отруюють тварин у морі та на суші.