Молоко без коровы. Яйца без курицы

Полученные из дрожжей "животные продукты" могут вскоре стать частью экологически сбалансированной диеты. В 2008 году биотехнологическая отрасль переживала тяжелые времена: капитал иссякал, а предприятия боролись за выживание. Именно тогда Райан Бетенкорт увидел возможность.

Биолог с предпринимательской жилкой, он и несколько его друзей начали покупать оборудование у обанкротившихся компаний и создавать свои собственные небольшие лаборатории. К 2013 году он стал одним из основателей Counter Culture Labs, "биохакерского" пространства в Окленде, штат Калифорния. Там энтузиасты DIY-биологии сейчас работают, среди прочих проектов, над изготовлением настоящего сыра в обход коровы.

Бетенкорт является частью растущей группы ученых, предпринимателей и лабораторных мастеров, которые создают новое смелое продовольственное будущее - будущее без животных. Но они не просят всех отказаться от мяса и молока. Благодаря достижениям в области синтетической биологии они разрабатывают способы производства настоящих продуктов животного происхождения - мяса, молока, яичных белков, коллагена - в лабораторных условиях. При этом они сокращают углеродный след и уменьшают потребность в земле и воде для производства этих товаров с целью более устойчивого удовлетворения растущих мировых потребностей в белке.

Выращенное в лабораторных условиях мясо в последние годы привлекло к себе много внимания. Голландский ученый Марк Пост печально известен тем, что в 2013 году произвел первый выращенный в лаборатории гамбургер, потратив на это $325 000. Однако с тех пор затраты Поста резко снизились, а один из стартапов по производству выращенного в лаборатории мяса, компания Memphis Meats, заявила, что ожидает появления своего продукта в магазинах к 2021 году.

Однако этот новый пищевой ландшафт выходит далеко за пределы мяса. В Оклендском пространстве биохакеров биологи, кодеры и другие добровольцы проекта Real Vegan Cheese выясняют, как производить настоящий сыр, и хранят свои находки в открытом доступе. На арене стартапов компания Perfect Day стремится выпустить на рынок молоко без коровьего молока, Clara Foods создает яичные белки без яиц, а Geltor производит коллаген в лаборатории. Бетенкорт поддерживает эти и другие инновационные продовольственные стартапы через IndieBio, инвестиционную группу и бизнес-акселератор, соучредителем которых он стал в 2014 году.

Все эти проекты объединяет то, что они используют процесс ферментации для производства животного белка. "Мы использовали эту технологию на протяжении тысяч лет", - сказал Бетенкур в недавней беседе. "Теперь мы начинаем усложнять ее".

Производство животного белка в лаборатории похоже на изготовление пива, но с помощью небольшой синтетической биологии. Ученые генетически модифицируют дрожжи с помощью фрагмента ДНК, который указывает микробу, какой белок нужно производить. Затем они "варят" дрожжи с питательными веществами в биореакторе и выделяют полученные белки. Другими словами, микробы превращаются в фабрики по производству тех же веществ, от которых мы сегодня требуем от разумных существ.

В случае с Perfect Day, после выделения белка коровьего молока из дрожжей, они добавляют питательные вещества, а также растительные сахара и жиры, чтобы добиться текстуры и вкуса, аналогичных молоку из вымени. В отличие от других заменителей молока, их молоко не нуждается в крахмале, камеди и стабилизаторах, говорит генеральный директор компании Райан Пандья, и из него можно делать другие более ценные продукты, такие как сыр и йогурт.

Выращивание коров и другого скота для того, чтобы прокормить себя, привело к знакомым экологическим проблемам - выбросам CO2 и метана, загрязнению воздуха и воды, значительным потребностям в земле - не говоря уже о нарушениях правил содержания животных и устойчивости к антибиотикам. В то же время спрос на мясо, молоко и яйца продолжает расти, особенно в развивающихся странах.

Предварительный анализ жизненного цикла молока, полученного из дрожжей, показал, что для его производства требуется примерно две трети земли и воды, чем для производства обычного молока. А при условии использования энергии ветра для питания биореакторов, дрожжевое молоко превосходит обычное молоко примерно наполовину с точки зрения истощения запасов ископаемого топлива и потенциала глобального потепления.

Конечно, чтобы получить эти экологические преимущества в каком-либо значимом виде, потребуются масштабные усилия. Бетенкорт считает, что это станет возможным в течение десятилетия. Но проблема не тривиальна. Он формулирует ее суть в обманчиво простом вопросе: "Насколько эффективно вы можете превратить фунт сахара в фунт нужного вам продукта?". По сути, исходными материалами для ферментации являются сахарная вода и дрожжевой белок, но для крупномасштабного производства белков предстоит еще много экспериментов. Некоторые из них просто сложнее сделать, чем другие, говорит Кейт Крюгер, директор по исследованиям в New Harvest, некоммерческой организации, которая поддерживает науку клеточного сельского хозяйства. "Очень трудно сказать, что будет трудно сделать, пока не попробуешь", - говорит Крюгер. Компании занимаются исследованиями и разработками на ходу, а эксплуатация биореактора стоит недешево.

Однако они движутся к конкурентоспособности по стоимости. Perfect Day адаптирует свой процесс таким образом, чтобы он мог работать в стандартных промышленных ферментационных установках.

А компания Geltor начинает с продажи своих коллагеновых продуктов в косметической промышленности, где постоянный, индивидуальный продукт может стоить дороже, говорит генеральный директор компании Александр Лорестани. По мере повышения эффективности они могут найти применение в фармацевтической и пищевой промышленности.

Но эффективность - это только одно препятствие на рынке. Другое - это брезгливость. Клеточное сельское хозяйство будет реализовано только в том случае, если потребители примут технологию и ее продукты. Тем, кто морщит нос при мысли о системе производства молока на основе дрожжей, Иша Датар, исполнительный директор компании New Harvest, любит напоминать о существующей системе: "Сегодня молоко производится путем искусственного осеменения коровы в возрасте 13 месяцев, рождением теленка через девять месяцев, выведением теленка (для производства телятины), а затем поддержанием коровы в лактирующем состоянии в течение примерно двух лет. К четырем годам молочную корову выбраковывают для производства говядины".

Можем ли мы сделать лучше? Биотехнология ферментации принесла нам сыр и йогурт. Теперь она может сыграть важную роль в обеспечении продовольствием растущего населения планеты, сохраняя при этом экологический след сельского хозяйства. И это аппетитная перспектива.