Завтрашнє меню Телеполіс
Нові технології можуть зробити революцію в продовольчому забезпеченні майбутнього. Чи варто до цього в будь-якому випадку прагнути - це вже інше питання.
Це було приблизно в 1778 році, коли агроном і військовий фармацевт Антуан-Августин Парментьє організував низку тематичних свят для паризького крему, де все оберталося навколо картоплі. Він був оголошений їстівним Паризькою медичною школою лише в 1772 році, після того, як її вирощування було заборонено протягом багатьох років, оскільки картопля підозрювалася у спричиненні прокази. Раніше Академія Безансону оголосила премію для виявлення сільськогосподарських культур, які можна використовувати в їжу у разі голоду.
Парментьє рекомендував картоплю, яку він хімічно проаналізував і з якої також отримав борошно, яке можна було використовувати для випічки хліба. Але навіть незважаючи на встановлену нешкідливість їх споживання, ентузіазм французів був обмеженим - для них бульби були достатньо хорошими як корм для свиней. Парментьє вирішив вжити незвичні дії, щоб змусити картоплю потрапити в меню своїх співвітчизників. Він і сам десь раніше до цього мав смак, у Пруссії, де він був військовополоненим у Семирічній війні і був свідком успіхів картопляних кампаній Фрідріха II. Нарешті йому вдалося навіть Людовику XVI. зацікавити рослиною пасльону, яке виявило свою доброзичливість на вечірці з букетом квітів картоплі в петлиці.
У жовтні 2016 року відбулося нове сучасне видання бенкету Парментьє. Ще раз картоплю слід принести людям, але цього разу як високотехнологічну бульбу. У шикарному ресторані Бенуа в Нью-Йорку, який належить монегаському шеф-кухареві Алану Дюкассу, подавали страви, виготовлені з сої та картоплі першого врожаю біотехнологічної компанії Cellectis: продукти найсучасніших технологій. За словами організатора, вечеря стала першою у світі, де вживали генетично модифіковану їжу. Андре Чуліка, генеральний директор Cellectis, запевнив своїх гостей, що на цьому не зупиниться: у 21 столітті мільйони людей все ще зможуть насолоджуватися їжею саме того самого.
Проте багато деталей досі незрозумілі, наприклад, чи нові технології, засновані на синтетичній біології, принципово відрізняються від класичної генної інженерії - принаймні в Європі, тема є предметом постійних дискусій. США вже зайняті посівом та збиранням нових творінь. На сьогодні регуляторні органи не бачили причин втручатися, адже жоден генетичний чужорідний матеріал не буде ввозитися контрабандою в посіви.
Натомість у задіяних компаній є ще одна потенційна проблема: відсутність прийняття споживачами. За кілька років до того, як нові заводи надійдуть у продаж, вони зараз активно працюють над скептичними клієнтами - з фокус-групами, веб-сайтами та анімованими відео. Мета полягає в тому, щоб уникнути PR-катастрофи будь-якою ціною, яка зараз є синонімом генетично модифікованих організмів (ГМО) і яка вже призвела до великих додаткових витрат для компаній: наприклад, у США для суперечок щодо того, чи слід маркувати ГМО продукти, або деінде де насіння ГМО навіть не надходить на поля. Завдяки новим технологіям, таким як CRISPR, компанії тепер бачать можливість залучити волю покупців до виходу на ринок.
Для Ніла utуттерсона, віце-президента з досліджень та розробок компанії DuPont-Pioneer, це належить більше до сфери соціальних, ніж природничих наук. Насправді мова йшла лише про отримання соціальної ліцензії на нові технології. DuPont-Pioneer сподівається незабаром вийти на ринок із посухостійкою кукурудзою CRISPR. Перша їжа CRISPR була схвалена для торгівлі в 2016 році: культивовані гриби, у яких ген, відповідальний за побуріння, був відключений за допомогою CRISPR/Cas9 - це означає, що гриби на виставці виглядають свіжими довше. Рішення органу, відповідального за контроль харчових продуктів, розглядається як керівництво для генетично відредагованих інновацій біотехнологічної галузі, які незабаром покинуть лабораторії.
Одним з головних аргументів втручання в генетичну структуру сільського господарства є показники чисельності населення, які очікуються на планеті найближчим часом - до 2050 року очікується майже десять мільярдів людей на землі. Щоб забезпечити їх запас, урожай врожаю потрібно збільшити. Одночасно площа земель, які можна обробляти у всьому світі, падає. Ще один аргумент: звичайне розведення просто займає занадто багато часу.
Текстурований рослинний білок: хімічна спадщина, підбадьорена генною інженерією
Загалом проблематичним з точки зору енергетичного та матеріального балансу є відверте марнотратне годування рослинними білками у фабричному господарстві замість того, щоб зробити їх безпосередньо придатними для споживання людиною. Тим часом інші форми харчування вилучаються з попередньої ніші та рекламуються як розширювані, наприклад, текстурований рослинний білок, також відомий як TVP (текстурований рослинний білок).
Гонсало Рамірес Мартіарена, керуючий директор Луї Дрейфуса, одного з чотирьох найбільших бакалейних магазинів у світі, передбачив влітку 2017 року, що соєвий TVP стане одним із найбільших джерел білка у світі в найближчі роки, особливо в Індії та інших швидко зростаючих азіатських країнах Населення. До сих пір не можна було використовувати його ширше як замінник м’яса через дратівливі смакові нотки, що виникають внаслідок деяких інгредієнтів сої: сліди розчинних вуглеводів та інших речовин у соєвому борошні призвели до неприємного, гіркого, «бобового» присмаку - і до ще більш несприятливих проблем з травленням. Вміст цих небажаних інгредієнтів раніше можна було зменшити шляхом очищення ізолятів соєвого білка. Сьогодні маніпуляції на генетичному рівні також розглядаються.
TVP обговорювали на початку, щоб усунути дефіцит білка в деяких частинах світу, а регіональні олійні культури взяли на себе роль сої. Однак ентузіазм домогосподарок у розвинених індустріальних країнах все ще був обмежений 50 років тому.
Винахід TVP приписують харчовій компанії Archer Daniels Midland, в екструдерах якої був розроблений замінник м’яса. Високоочищений соєвий ТВП, тим часом, не має запаху і легко засвоюється, він нагадує їстівне порожнє полотно, яке можна вдихнути в життя за допомогою ароматів. Сьогодні TVP можна змусити, зокрема, приймати смак курячих нагетсів.
Вже в 1930-х роках подібний соєвий білок пряли як текстильне волокно в дослідницькій лабораторії Ford Motor Company в Дірборні, штат Мічиган, США. Їх тканини легко ламалися, але з них виготовляли одяг, який можна носити, як Генрі Форд іноді демонстрував публічно в костюмі з найкращої соєво-бавовняної суміші. Кажуть, що імітація хутра із соєвого кролика була приємною для відчуття дотику. Після Другої світової війни прядений соєвий білок потрапив у виробництво продуктів харчування - і в дискурс про порятунок світу. Пізніше він продавався на General Mills під торговою маркою "Bontrae", як "їжа майбутнього, виготовлена з рослинного білка". Але хоча, наприклад, продукти із смаком шинки, як кажуть, були досить хорошими, комерційного успіху не було.
В даний час TVP дуже популярний серед жителів веганських країн західного світу, доки основна соя не походить від вирощування ГМО. Це стає все складнішим: лише в США, найбільшому в світі виробнику сої, 94% вирощених зерен були генетично модифіковані в 2018 році. Зараз вони все частіше знаходять свій шлях до Європи.
Приклад помідорів
Початкові спроби генної інженерії повинні допомогти помідору, який спочатку прийшов з Центральної та Південної Америки, стати більш толерантним до факторів стресового середовища та, наприклад, поліпшити морозостійкість. Для цього в неї клонували антиморозний ген озимої камбали. У риб він пригнічує кристалізацію льоду в крові. Врешті-решт, «рибний помідор» ніколи не потрапляв на ринок, навпаки, він став однією з перших ікон в дебатах щодо ГМО, особливо з питань етики трансгенних втручань.
Першим комерційно вирощеним ГМО-продуктом, дозволеним для споживання людиною, був помідор під назвою Flavr Savr, розробка компанії Calgene, яка вийшла на ринок США в 1994 році. Метою «томатного засобу проти сльоз» було затримати процес дозрівання томата, поки він набув смаку. Це було зроблено за допомогою генної інженерії у виробництві ферменту полігалактуронази. Фермент розщеплює пектин у клітинних стінках і пом’якшує фрукти. У 1997 році помідор знову зник з полиць через відсутність схвалення покупців, і Монсанто проковтнув Калджена.
На сьогодні втручання головним чином спрямоване на поліпшення терміну придатності та смаку. Крім того, токсин Bt також виражався як харчова отрута в помідорах.
Помідор - це за своєю суттю жива істота, яка знає, як захиститися. Їх дикі форми, як у інших рослин пасльонових, мають вражаючий арсенал захисних засобів. З одного боку є трихоми - волоски різного розміру та функцій, які сидять на поверхні листя. Якщо попелиця крокує над листом, чутливі волоски ламаються їм на шляху і, з одного боку, виділяють липкий, висококонцентрований розчин ефіру глюкози, який проливається над вторгненням. Везикули на кінчику іншого типу волосся містять просторово окремі хімічні речовини, які, якщо волосся ламаються, змішуються, як двокомпонентний клей, і реагують, утворюючи полімер, в якому воша застряє і голодує.
Інший сюрприз чекає більших комах, яких неможливо стримати липкими атаками. Деякі види томатів мають у волоссі речовини, які надають високотоксичну дію на низку цих зловмисників, наприклад на молодих личинок деяких шкідників. Дикі помідори мають ще одну зброю проти певних павутинних кліщів: як тільки комахи поїдають листя, рослина томатів починає виробляти атрактант, запах якого викликає хижих кліщів. Потім вони опікуються непрошеними гостями.
У процесі приручення рослини втратили здатність захищатися, оскільки їм довелося б витратити на це енергію - енергію, яка спрямовується на забезпечення високих врожаїв у культурних рослинах. За іронією долі, цей зрушений баланс тепер повинен бути знову збалансований з високим рівнем використання пестицидів.
І особливо помідори все ще потребують вдосконалення. Ще в 1950-х рр. Вчені на Галапагоських островах простежили дикий помідор із особливою характеристикою: відсутній набряклий сполучний шматок квітконосу з плодовим тілом - заздалегідь визначена точка зламу рослини, яка дозволяє стиглому томату впасти на землю і поширити насіння. Виробники того часу намагалися перетворити цю рису на свої помідори. Поява механічних збирачів томатів зробила бажаним, щоб стиглі помідори залишались на рослинах. Дивовижний результат: гілки, що несуть цвітіння, дають багато додаткових гілок і надають рослинам вигляду віників - за рахунок їхньої врожайності.
Лише нещодавно вчені зазирнули за генетичні сцени ефекту. Вони розшукали понад 4000 сортів на предмет незвичних моделей розгалуження. Роблячи це, вони виявили варіанти двох генів, які при взаємодії давали чіткі гілки, подібні до тих, що мали місце в експериментах селекції з помідорами з Галапагосу. Один з двох генів відповідає за відсутність сполучника.
Інший ген сприяє утворенню великого пологу. Ця ознака, очевидно, була метою розмноження з перших днів одомашнення томатів, тисячі років тому. Незрозуміло, що мали намір старі селекціонери - передбачається, що таким чином рослини можуть дати важчі плоди.
Вчені вимкнули активність цих генів за допомогою редактора генів CRISPR/Cas-9, а також іншого гена, який впливає на кількість квіток. Залежно від поєднання, вони створили ряд різних архітектур рослин томатів: від довгих, веретеноподібних гілок, що несуть квітки, до кущових букетів, схожих на цвітну капусту. Тепер томати слід розробляти за допомогою генної інженерії, співвідношення гілок та квітів оптимізувати до бажаного розміру плодів.
Кабан-мутант
Новини про технологічні вдосконалення у тваринному світі менш розпорошені, ніж новини про рослинницьке царство. Однак вони часом бувають досить вражаючими, коли, наприклад, згадуються "кабани-мутанти, схожі на Халка".
Хоча залишається незрозумілим, чи пов’язані м’язами свині з Дюрок-Камбоджі є продуктом генетичних маніпуляцій або розведення, вчені сподіваються, що технології редагування генів прискорять процеси затвердження і, наприклад, призведуть до швидкого виведення на ринок південнокорейсько-китайської свині з двома м’язами. За допомогою редактора генів TALEN у тварин був вилучений ген, який фактично пригнічує ріст м’язів
світогляд
Не всі сучасники відкриті для нових розробок. Деякі люди занепокоєні: що ми там робимо, чи це виправдано з етичної точки зору? Що сталося з обіцянками, з якими впровадження генної інженерії в сільському господарстві колись було приємним, наприклад із зменшенням використання пестицидів? Чи можемо ми навіть довіряти великим сільськогосподарським корпораціям, чи поінформовані ми про всі наслідки? І чи відомі вони самим творцям сучасної їжі до останнього?
Якщо сумніваються стурбовані можливими ризиками для здоров’я та навколишнього середовища, токсичними, генетичними чи алергенними небезпеками, прихильники нового швидко призначать їм ознаку ворожості до технологій. Такі приклади, як кукурудза StarLink, сорт від Aventis CropScience, який отримав власний інсектицид з модернізованим токсином Bacillus thuringiensis (Bt), показують, що це занепокоєння не є надуманим. У США, дозволеному лише як корм для тварин, кукурудза переробляється на різні харчові продукти - з небажаними, високоалергенними реакціями у багатьох споживачів. В результаті довелося відкликати 300 товарів.
Для представників нових методів обробки генів це новина кам'яного віку. Такі процеси, як CRISPR, набагато точніші і не використовують чужорідні гени, порівняно з грубою класичною генною інженерією, коли гени переважно інших видів були введені в геном цільових організмів досить випадково. Тому побоювання критиків є суто спекулятивними.
Але вони науково вірогідні. Відхилити ці аргументи як порожні в ейфорії години означало б повторити помилки, допущені при впровадженні класичної генної інженерії.
Швидше, питання, яке слід поставити, полягає в тому, чи доцільне поспішне використання нових методів у виробництві їжі - чи наступний розділ книги, що стосується природи наук, що стикається з Янусом, жадібності та вузькості, стосується іншого дня що людина вірила, що це Бог.