Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne

Nawiasem mówiąc, jest to “brudny, mały sekret” wielu inicjatyw ustawodawczych przeciwko GMO. Zazwyczaj zawierają wyjątki dla niezbędnych zastosowań GMO. Na Hawajach, w stanie, który jest chyba najbardziej przeciwny GMO, w przepisach jest wyjątek dla genetycznie modyfikowanej papai, ponieważ uratowała przemysł papai przed zarazą, a Hawaje najwyraźniej nie są tak oddane swojemu uprzedzeniu wobec GMO, by dławić ważną część gospodarki. Vermont uchwalił najbardziej agresywne prawo o etykietkowaniu produktów GMO w Stanach Zjednoczonych, ale zrobił wyjątek dla przemysłu serowarskiego. Te wyjątki są dobre, ale pokazują hipokryzję przeciwników GMO - “GMO są złe (poza tymi, bez których nie możesz żyć”.

A oto kolejna technologia GMO, bez której, być może, wkrótce nie będziemy mogli żyć – rolnictwo molekularne. Jest to technologia podobna do tej, jaką używamy w modyfikowaniu bakterii lub drożdży, by produkowały pożądane białka, tyle że używa się roślin. Jedną z platform używanych do tego jest jęczmień. Badacze wstawiają gen na pożądane białko do DNA jęczmienia, który następnie produkuje to białko w nasionach. Białko z nasion jęczmienia można następnie oczyścić i używać. Jęczmień jako produkcyjna platforma ma kilka zalet.  

Po pierwsze, większość zanieczyszczeń będzie w zewnętrznej łusce, a kiedy usunie się ją, pozostaje w większości pożądane białko. Musi być ono nadal oczyszczone, ale ten proces nie jest zbyt kosztowny. Po drugie, nasiona można magazynować w nieskończoność, co pomaga w stworzeniu stabilnej i przewidywalnej linii podaży dla przemysłu, który potrzebuje tego białka. Po trzecie, cały proces jest znacznie tańszy niż używanie bakterii lub drożdży, które wymagają kosztownych bioreaktorów.

Jęczmień (i potencjalnie inne rośliny) mogą być skutecznymi, samoreplikującymi się biologicznymi fabrykami. Tym właśnie jest większość rolnictwa – używaniem roślin uprawnych jako biologicznych fabryk do produkowania jadalnych produktów. Już używamy tego systemu do produkcji rzeczy innych niż żywność, jak przemysł bawełniczy do tworzenia tkanin lub przemysł biopaliw. Platforma jęczmienia jest po prostu użyciem genetycznej inżynierii do rozszerzenia naszych możliwości.

Konkretnym zastosowaniem, nad którym trwają prace, jest użycie modyfikowanego jęczmienia do wytwarzania czynników wzrostu (EGF, FGF BASIC, IGF-1, IL-6, KGF, LIF, VEGF 165) używanych w produkcji rosnącego w laboratorium mięsa z komórek macierzystych. Obecnie czynniki wzrostu odpowiadają za 80% kosztów wytworzenia takiego mięsa. Gdybyśmy mogli masowo produkować je z jęczmienia, znacząco obniżyłoby to koszty, może do poziomu, na którym przeciętnego człowieka stać byłoby na kupowanie takiego mięsa w supermarkecie.

Rosnące w laboratorium mięso zaczyna się od komórek macierzystych mięśni, które potem są hodowane w kadziach. Nie wyciągniesz z kadzi kotleta, ale możesz dostać coś, co nadaje się na mielone mięso. Korzyści tej technologii: można użyć komórek macierzystych każdego zwierzęcia, jakie wybierzesz, lub można modyfikować komórki macierzyste dla ich odżywczych i zdrowotnych jakości, a żadne zwierzę nie zostaje poświęcone, by wyprodukować to mięso. Czy daje to korzyści netto w kategoriach śladu węglowego nadal jest przedmiotem debaty i celem ulepszania tej technologii.

Używanie molekularnego rolnictwa do produkcji hormonów wzrostu należy jednak do tych technologicznych postępów, które zmieniają rachunek. Zobaczymy, czy to wystarczy, by doprowadzić laboratoryjne mięso do mety w kategoriach zrównoważonego źródła mięsa. Z pewnością jednak znacznie zwiększa to prawdopodobieństwo sukcesu.

Inną znaczącą alternatywą są roślinne zamienniki mięsa, takie jak “Impossible burger”. Próbowałem je wiele razy i choć nie są niesmaczne, człowiek nie daje się oszukać, że je mięso. Formuły są coraz lepsze i będę próbował dalej, ale nie sądzę, że są wystarczająco dobre, by zastąpić przemysł mięsny. Jednak oparte na roślinach zamienniki mięsa mogą także odnieść korzyści z technologii GMO. Wyobraźmy sobie zmodyfikowaną roślinę, która produkuje mięsopodobne (lub wręcz mięsne) białka i substancje (jak hemoglobina – która już jest w Impossible burger), by dać smak i wrażenie prawdziwego mięsa.  

Kiedy ta technologia rozwinie się, podejrzewam, że stworzy kolejny dylemat dla przeciwników GMO, którzy uważają, że naturalne jest najlepsze. Wyobraźcie sobie sytuację, w której mamy przekonujące, tanie i środowiskowo korzystne, ale genetycznie modyfikowane zamienniki mięsa oparte na roślinach (czy mięso hodowane w laboratoriach i odżywiane roślinami GMO, czy produkowane bezpośrednio przez takie rośliny). Moglibyśmy znacząco zredukować oparty na zwierzętach przemysł mięsny, jeden ze świętych Graali grup środowiskowców, ale musieliby przymknąć oczy na GMO.

Sądzę, że (większość) zrobiłaby to. Już przymykają oczy na papaję GMO, produkcję serów, leki takie jak insulina i na inne obszary, gdzie nie ma praktycznej alternatywy. Nie konfrontują dylematu, po prostu ignorują go i udają, że nie istnieje. Podejrzewam, że zrobią to samo wobec zamienników mięsa. W końcu to i tak jest ideologiczna i marketingowa walka, nie zaś pragmatyczna. Chcą demonizować GMO, by propagować własne marki (organiczne), a wielu jest naprawdę przekonanych z powodu dezinformacji o GMO. Nie prowadzą jednak kampanii na rzecz zlikwidowania hawajskiego przemysłu papai, ani na rzecz zdziesiątkowania przemysłu serowarskiego. Prowadzą kampanie, by nie dopuścić do zapobiegania ślepocie (złoty ryż), ale kiedy raz będzie on ustanowiony jako skuteczny sposób zwalczania niedoborów witaminy A, trudno go będzie usunąć i prawdopodobnie zamilkną i przejdą do kolejnej bitwy.

Jak dotąd nie słyszałem o żadnej akcji przeciwko jęczmieniowi jako platformie molekularnego rolnictwa. Dobre jest to, że nauka genetycznych modyfikacji idzie do przodu dość szybko i może wyprzedzać polityczną kampanię demonizowania tej technologii.

Making Proteins with Plant Molecular Farming

NeuroLogica Blog, 12 października 2021

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska