Текст: Эльза Сотириадис, для Singularity Hub. Перевод: Александр Заворотний, «Спутник и Погром»
Искусственное мясо, «микробосборщики» антибиотиков и жидкостные биокомпьютеры — новая волна потребительских биотехнологий готовится преобразить мир и наш рацион. Мне повезло попасть в один из крупнейших в мире стартап-инкубаторов биотехнологий и взглянуть на начальные стадии потрясающих проектов в этой области, которые изменят нашу жизнь уже в ближайшем будущем.
Мы начнём пить полезнейшие белковые напитки из водорослей и одеваться в шелковистый экологичный синтетический паучий шёлк и ткани, покрашенные живыми красками. Возможно, вы уже слышали о потрясающей Mushtari — ткани, представляющей собой живую микробную фабрику.
Готовы ли вы стать гражданином мира биотехнологий? Тогда лучше на всякий случай пристегнуться: этот дивный новый мир бурлит безумными проектами, и мы отобрали пять из них, чтобы представить вашему вниманию.
1. Доброе утро, молоко без коров
Мы входим в эпоху постживотноводческой экономики, и над нами разгорается заря синтетических молочных продуктов. В последние несколько лет появилась совершенно новая отрасль: клеточное сельское хозяйство — использование биотехнологий для производства белков и биомолекул, ранее получаемых из животных. Процесс в целом напоминает пивоварение.
Рассредоточенные клеточные фабрики позволяют нам производить экологически чистые еду и напитки в зависимости от местных потребностей. Кроме того, эта технология позволяет снизить экологический урон от животноводства и повысить продовольственную безопасность (более подробно остановимся на этом в следующем разделе).
Например, молоко производства компании Perfect Day’s содержит те же белки, что и коровье, но при его изготовлении наличие коров не требуется. А ещё в нём нет лактозы. Есть и другой нюанс: такое молоко хранится на прилавке до полугода.
2. Постживотный бургер
Что было сначала: курятина без курицы или безъяичный белок? Безъяичные белки выигрывают, но более насущный вопрос заключается в том, будете ли вы есть мясо, выращенное в лаборатории? Стартап Memphis Meats недавно заявил о себе, начав массовое производство искусственно выращенной говядины и курятины. Компания получила 17 млн долларов от инвесторов — включая Билла Гейтса и Ричарда Брэнсона — и на них готовится совершить революцию в нашем питании.
Хотя почти все из нас любят сочные отбивные и куриные крылышки, у животноводства есть вполне очевидные недостатки: на его долю приходится примерно 18% выбросов парниковых газов, оно способствует вырубке лесов и уничтожению биомов, а использование антибиотиков стало в нём повсеместным. Про общеизвестные вещи вроде страданий самих животных упоминать незачем. Вдохновлённая фантастикой идея «бессознательного выращивания» в некой куриной матрице отражает тот факт, что животных низвели до положения биомассы, предназначенной для употребления в пищу.
Производство искусственного, дешёвого и гибко реагирующего на изменения спроса в том или ином регионе мяса может стать настоящим прорывом. Требуется лишь извлечь из животных несколько клеток, чтобы начать их искусственное выращивание. В ближайшие годы мы можем получить программируемую еду, которую молекула за молекулой будут создавать клеточные фабрики.
Вы не любитель говядины? Мы уже упоминали безъяичный белок; кроме того, ведутся разработки искусственных креветок и даже суши без суши. Меню клеточной кухни будет непрерывно расширяться.
3. Взлом биотехнологий с помощью жидкостного биокомпьютера
Raspberry Pi в мире биотехнологий — так можно назвать личную жидкостную биофабрику. Миниатюризация позволяет уместить сложные научные достижения в наборы «сделай сам». В Cell-Free сумели извлечь из клетки процессор возрастом в миллиард лет, что позволяет любому человеку создавать собственные биомолекулы без участия клеток. Биология становится более доступной для обычных пользователей, а необходимость культивирования микроорганизмов, обучения специалистов и наличия оборудования исчезает. Эти наборы уже какое-то время успешно используются в исследовательских лабораториях.
Широкий доступ к таким системам может открыть нам эру бесклеточной биологии на дому.
Как это работает? Всё дело в плазмидах, которые служат для передачи «генетического программного обеспечения». Оно записывается в рибосомах — эдаких микроскопических 3D-принтерах — для производства различных белков. Там можно прописать различные цвета, запах ванили или, скажем, светящиеся в темноте чернила. Возможно, однажды так будут создаваться лекарства наподобие инсулина.
В сочетании с инструментальными средствами с открытым исходным кодом бесклеточный набор позволяет изготавливать «биопиксели» и следить за действиями своей мини-биофабрики через приложение в смартфоне.
4. «Микробосборщики» для открытия новых антибиотиков на принципах краудсорсинга
Мы оказались на пороге постантибиотической эры, и по мере появления устойчивых к лекарствам бактерий вопрос создания новых поколений антибиотиков становится всё более насущным. Мы уже умеем майнить биткоины, так почему бы не начать майнить микробов для этих новых антибиотиков?
Есть, к примеру, стрептомицеты — живущие в почве бактерии, которые производят разнообразные антибиотики. Проблема с ними в том, что до 90% биомолекул скрываются в неактивной части ДНК микробов, так называемых тихих оперонах. Во всяком случае, так было до начала использования биосинтеза. Как вы уже, вероятно, догадались, здесь на сцену выходит стартап Prospective Research: их MicrobeMiner имитирует условия, присутствующие в почве, чтобы активировать тихие опероны.
MicrobeMiner как минимум частично является краудсорсинговым инструментом. Заказываем у компании необходимый набор, собираем образцы и высылаем обратно.
Полученные образцы микробов подвергаются анализу для опознания этих неактивных скоплений генов. Дальше система использует различные виды химической стимуляции для активации этих генов. И вот: мы создали новый антибиотик. Исследовательская группа уже определила молекулы, которые превращают этого «грязевого микроба» в мощнейшую фабрику лекарств. Так что у нас появилась надежда, что сообща мы сумеем бороться с появлением новых устойчивых видов бактерий.
5. Выращиваем себе грибную лампу
«Вырасти сам» — это новейшая разновидность принципа «сделай сам». Мицелий является растительной подземной частью грибов (их корнями). Состоящий преимущественно из хитина и целлюлозы, лёгкий и прочный мицелий может стать удивительно многообразным биоматериалом.
Благодаря новым открытиям в этой области грибы могут появиться и в вашей спальне. Биоинженеры создали первую в мире грибную лампу — её можно заказать в интернете и самостоятельно вырастить. Такие эколампы могут стать ресурсосберегающим и продуманным украшением дома — а ещё поддаются биологическому разложению.
Загрязнение пластиком стало одной из наиболее насущных проблем современности; этот материал используется практически везде. К примеру, почти во всём мире водопроводная вода загрязнена частицами пластика. Компания Ecovative design производит ещё и мицелиевую пену, которая служит как инновационный упаковочный материал, в перспективе способный заменить всё тот же пластик.
Прибавим сюда революцию в кожзаменителях, которую совершили модные грибные сумки и «зоа-кожа» (выставляется в Музее современного искусства), а также мицелиевые башни — и можно с большой долей уверенности утверждать, что грибная магия вскоре плотно войдёт в нашу жизнь.
Оригинал материала на сайте Singularity Hub
