Что такое "искусственная еда" и почему мы не сможем без нее обойтись

Этой осенью тысячи ученых соберутся в Бостоне на крупнейшей встрече специалистов по синтетической биологии, одна из задач которой — научиться использовать принципы инженерии в биотехнологиях. Конечная цель биологов - разрабатывать, тестировать и конструировать биологические системы и даже целые геномы. Thе Atlantic рассказывает о целях, проблемах и критике этой новой науки.

100% ненатуральная еда

На Бостонской встрече ученые и студенты покажут результаты работы в области синтетической биологии в так называемых «проектах Синбио». iGEM, Международное соревнование генноинженерных машин, появившееся почти одновременно с этой новой наукой, проходит уже 11 год. Оно выросло из проекта Массачусетского технологического института и уже получило поддержку как государственных, так и частных организаций, в том числе ФБР, Национального научного фонда США, крупных компаний Monsanto и Autodesk.

Это неудивительно, ведь Синбио может содействовать как развитию преображающих технологий, так и крупному бизнесу. На сегодняшний день многие генетически модифицированные зерновые культуры содержат всего один ген, созданный методами генетической инженерии; синтетическая биология позволяет создавать организмы с целым рядом новых кластеров генов, которые потом можно вносить в растения или микробы уже традиционным способом.

Синтетическая ДНК может быть использована в пищевом производстве в виде, например, ферментированных продуктов питания или генетически модифицированных дрожжей. Один из стартапов разрабатывает молочные продукты без животного жира, а швейцарская компания Evolva с помощью синтетической биологии создает шафран, ванилин и стевию. Другие компании, например Solazyme, конструируют микроскопические водоросли, чтобы производить водорослевое «масло», богатую белками муку и вегетарианский белок. 

И хочется, и страшно

Такие возможности некоторым грозят пугающим будущим, в котором синтетическая ДНК проникнет на фермы, рынки и на наши кухни. Блог Grist, посвященный проблемам окружающей среды, назвал синтетическую биологию «новым фронтом войны с ГМО». 

Дана Перлз, активист международного движения «Друзья земли», считате, что важно не столько противостоять новым технологиям, сколько содействовать их ответственному использованию: «Мы находимся на распутье. У нас есть возможность оглянуться назад и не повторять ошибок прошлого. Прежде чем синтетическая биология получит статус рациональной или естественной технологии, которую будут использовать для смягчения последствий климатических изменений, нам необходимо разработать законодательство, касающееся этой области, как на национальном, так и на международном уровне». По мнению Даны, самое главное «убедиться, что новые исследования принесут больше пользы, чем вреда». 

Однако оценить риски достаточно сложно. Если некоторые искусственно созданные гены, очевидно, окажут благотворное влияние на окружающую среду, каждый ген или признак следует проверять в каждом конкретном случае, считает генетик растений Памела Рональд, управляющая Лабораторией в области генетики зерновых культур Калифорнийского университета. 

Некуда деваться

Одно можно сказать точно: мировая агроиндустрия нуждается в переменах. «Сельское хозяйство лежит в основе воздействия на окружающую среду», — считает Пол Уэст, содиректор и ведущий специалист Инициативы глобального ландшафта в Университете Миннесоты. Сельское хозяйство эксплуатирует более 40% земной поверхности (не считая участков, покрытых льдом) и около 70% воды. Кроме того, по мнению Уэста, использование удобрения является одной из основных причин ухудшения качества воды.

В то же время, судя по климатическим моделям, в будущем пахотных площадей больше точно не станет. Хотя благодаря теплому климату размер урожая в некоторых регионах может увеличиться, как считает Уэст, изменения в области температуры и количестве атмосферных осадков снизят урожайность примерно на 10 или даже 40 процентов. И это не учитывая засух, наводнений и природных катастроф. 

«Мы должны сократить выбросы углерода и токсичных веществ, научиться экономить землю и воду, уничтожать вредных насекомых и повышать плодородие почвы. И если пока сложно предвидеть, каким способом можно наиболее эффективно решить эти задачи, для фермера, как и для генетика, подойдет любой, — считает Памела Рональд, — за 10 000 лет агротехника постоянно развивалась, и сейчас мы на пороге серьезных инноваций, хотя синтетическая биология только зарождается. Мы надеемся, что эти инновации помогут нам сохранять нашу планету еще 10 000 лет».

Натуральной еды уже не осталось

Биотехнологи тем временем говорят, что, несмотря на то, что еще остаются альтернативные продукты, которые можно назвать «чистыми», почти все, что мы едим, уже выращивается на фермах в искусственной среде. По мнению биоэтика Дэвида Уиникоффа, в век климатических изменений и реконструкции экосистемы довольно сложно пытаться вернуться к «чистым» продуктам. Кроме того, если уж человечество привело Землю к нынешнему состоянию, стоит ли продолжать вмешательство, исправляя прошлые ошибки, или же нужно просто адаптироваться к последствиям?

А пока ведутся споры, специалисты синтетической биологии экспериментируют, пытаясь понять, как сделать так, чтобы новые кластеры генов приживались в клетке. Они уверены, что новые технологии помогут увеличить урожайность кукурузы, риса, пшена и других культур в местах, где удобрения слишком дороги для фермеров. Успех в их исследованиях может помочь внести большой вклад в решение продовольственной проблемы.