Tema

Genklippta grönsaker på en vägg nära dig

I framtiden har vi kanske odlat kött på våra tallrikar ─ färs är lättare att odla än biff. Och på husväggarna växer tåliga och nyttiga grönsaker som optimerats med genkniven CRISPR.

Växtodling i skyskrapor och kött utan djurhållning låter fortfarande som science fiction, men kan bli självklarheter i framtiden. I Linköping byggs snart ett kombinerat växthus och kontorshus i sjutton våningar, med kontor åt norr och odling mot söder. Här kan mycket mat att odlas nära människor och husets båda sidor hjälper varandra. Syre förs från växter till människor, och koldioxid och överskottsvärme leds i motsatt riktning.

En forskare som tror att vi kommer att få se mer av sådana smarta lösningar framöver är Julie Gold. Hon är docent vid Institutionen för fysik vid Chalmers tekniska högskola och forskare i biovetenskap.

─ Genom att odla i höghus får vi mer odlingsyta. Vi kommer också att odla på husväggar i städer och inomhus i våra hem. Det finns till exempel restauranger som odlar örter på väggarna redan idag, säger hon.

Behovet av innovation är stort eftersom dagens livsmedelsproduktion tar mycket mark, vatten och energi i anspråk. Julie Gold tycker att vi till exempel kan hämta inspiration från hur bondgårdar drevs förr i tiden, när allt togs tillvara på ett eller annat sätt:

─ Ny teknologi gör det möjligt att få ut maximalt av det vi har. Det finns till exempel nya system för att använda urin för att gödsla växter.

Nya grönsaker med genteknik
Växtforskaren Stefan Jansson vid Umeå universitet tror att vi kommer att äta en hel del nya grödor i framtiden, som gjorts nyttigare för oss eller bättre för miljön. Det kan till exempel vara grönsaker som innehåller mer vitaminer, behöver mindre vatten eller inte blir angripna av insekter. Mycket kan hända om reglerna för GMO ─ genmodifierade växter ─ ändras.

─ Forskarna har gjort enorma framsteg de senaste femton åren när det gäller växtförädling med genteknik, men tyvärr går kunskapen inte att tillämpa. Idag är det i praktiken förbjudet att odla växter som klassas som GMO utanför laboratoriet, på grund av att tillämpningen av regelverket är så strikt. Några sorter av majs, sojaböna och raps som tagits fram i teknikens barndom under 1990-talet har dock tagit sig genom nålsögat utanför EU och fått en enorm spridning där, säger Stefan Jansson som är professor i växters cell- och molekylärbiologi.

En del nya grödor är färdiga att odlas så snart förbudet upphävs. Stefan Jansson nämner till exempel ”gyllene ris” som är ett gult genmodifierat ris. Det innehåller vitamin A och är framtaget för att minska risken för A-vitaminbrist i fattiga länder. För våra breddgrader finns en genmodifierad potatis som kan odlas helt utan bekämpningsmedel, eftersom dess arvsmassa tillförts en bit dna från en potatisart som inte angrips av insekter.

─ Det är absurt att den potatisen inte får odlas i Sverige, men jag är övertygad om att förbudet är borta om 20-30 år. Alla stora forskningsorganisationer säger att det inte finns några risker med GMO, säger Stefan Jansson.

Tillåtet att ta bort dna i Sverige
Lagstiftningen ser idag olika ut beroende på om en bit dna lagts till, eller tagits bort i en växts arvsmassa.

─ När en bit dna läggs till i växtens arvsmassa räknas växten som GMO och är i princip förbjuden, men när bara en bit dna tas bort är situationen kanske annorlunda. I EU funderar man på hur man ska göra med sådana växter, men i Sverige bestämde Jordbruksverket för ett drygt år sedan att de inte räknas som GMO och därmed är tillåtna. Det skapar fantastiska möjligheter, säger Stefan Jansson.

För att ta bort en bit dna ur en växts arvsmassa används genkniven CRISPR. I somras odlade Stefan Jansson kål som modifierats med CRISPR i sin egen trädgård. Han åt kålen och var inte ett dugg orolig:

─ När man tar bort en bit dna med genkniven blir växten till 100 procent identisk med en växt där motsvarade bit bort fallit bort naturligt. Sådant sker då och då, och naturliga mutationer har använts för växtförädling i alla tider. Om du såg föregångarna till de växter vi odlar idag, så skulle du inte känna igen dem.

Vad är CRISPR?

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) är en teknik som används för att göra riktade förändringar i arvsmassan. Tekniken bygger på en metod som många bakterier använder sig av för att skydda sig mot till exempel virusangrepp.

Först binder en målsökande RNA-molekyl till en specifik del i virusets arvsmassa. Sedan klipper ett enzym, som kallas Cas9, itu arvsmassan bredvid den plats i där RNA-molekylen har bundit. På detta sätt oskadliggörs viruset. Detta system används i en modifierad form för att på olika sätt förändra arvsmassan i en rad olika organismer, allt från bakterier till växter.

Med CRISPR/Cas9 kan forskare antingen byta ut en av de miljarder ”bokstäver” som finns i en organisms genom (hela arvsmassan som består av DNA) eller ta bort korta snuttar, ungefär som när man ändrar en skriven text i en ordbehandlare. Det kallas ”genom-editering eller ”genom-redigering”.

Mindre växthusgas med odlat kött
Kanske kommer köttproduktionen också förändras radikalt framöver. En stor drivkraft till förändring är att dagens produktion av kött står för drygt fjorton procent av de globala utsläppen av växthusgaser. En framtidslösning skulle kunna vara att odla kött istället för att föda upp djur. Redan nu är det möjligt att odla små mängder levande muskelceller från till exempel ko, gris eller kyckling i laboratorium. Det berättar Mats Stading som är professor i materialteknik vid RISE – Research Institutes of Sweden:

─ Att odla muskelceller i en ren petriskål är inte så svårt. Det svåra är att skala upp produktionen. Den hamburgare som visades upp för några år sedan hade kostat 2,5 miljoner kronor att ta fram. Köttet var odlat i massor av petriskålar, säger han.

Givmilda miljardärer finansierar nu privata forskningsprojekt och företag i USA och Holland. Nyligen visade ett av företagen upp en bit friterat odlat kycklingkött och förra året presenteras en odlad köttbulle.

─ Tyvärr avslöjar de här forskarna inte hur de gjort, men jag tror att det dröjer länge innan vi får se odlat kött i vanliga livsmedelsbutiker, säger Julie Gold vid Chalmers.

Odla muskelceller på grönt
Forskaren Mats Stading var nyligen projektledare för ett svenskt projekt som syftade till att odla kött på ett nytt sätt. Projektet hette ”Smat ─ Smart mat av havre och odlade muskelceller”.

─ Vår idé var att ta fram ”kött” där den största delen av ”köttbiten” inte bestod av muskelceller utan av annat protein. Vi odlade muskelceller på en bärare av gröna proteiner från till exempel ärtor eller majs. Muskelcellerna var så att säga grädden på moset, det som gjorde produkten mer köttlik, säger han.

Projektet avslutades hösten 2016 och gick både bra och dåligt.

─ Vi visade att det går bra att odla muskelceller på en struktur av proteiner från majs och ärta. Muskelcellerna växer till bra och bildar ett kontinuerligt nätverk, säger Mats Stading.

Tyvärr gillar bakterier samma förhållanden som muskelceller. Det man odlar på måste vara väldigt rent.

─ För att få bara muskelcellerna att växa till var vi tvungna att odla med antibiotika, så det behövs mer forskning innan det blir något ätbart.

Lättare att odla köttfärs
Forskningen på odlat kött handlar hittills om att få fram småbitar av kött, att odla köttfärs. Att odla en biff ligger betydligt längre fram. I en biff finns ju inte bara muskelceller, utan också bindvävnad, fett och blodkärl, som ger tuggmotstånd och smak.

Julie Gold funderar över hur långt utvecklingen av odlat kött behöver gå:

─ Vill människor äta kött i framtiden, när vi kan få i oss allt vi behöver med vegetarisk kost? Det finns ju många vegetariska alternativ som liknar kött, till exempel Oumph av soja, säger hon.

Julie Gold tror att köttätandet kommer att minska och tycker att den stora frågan är vilka proteinkällor vi kommer att ha i framtiden.

─ Det bästa vore om vi bara åt kött från djur vid speciella måltider och högtider, och odlat kött och vegetariskt baserade alternativ till vardags, säger Julie Gold som även hon var verksam i projektet Smat.

Förutom att odla muskelceller ägnade sig forskarna där åt att ta fram en helt vegetarisk produkt, med protein från havre, ärtor och hampa. Mats Stading berättar:

─ Vi fick fram en fibrös struktur som liknar kycklingkött. Sådan forskning är inte lika spektakulär som att odla kött, men väldigt användbar. Det räcker med 150 gram om dagen av vår vegetariska produkt för att få i sig allt protein man behöver, inklusive de essentiella aminosyrorna. Det är den typen av ny mat som kommer att göra skillnad på jorden, inte odlat kött, säger han.

Skriva ut pizza för astronauter
När råvarorna väl är framtagna kan en del av dem komma att passera en 3D-skrivare innan de läggs på våra tallrikar i framtiden. Bland annat pågår forskning för att kunna skriva ut pizza för astronauter och soldater. Vi kan redan köpa 3D-skrivare som tillverkar dekorationer av choklad eller socker till bakverk, och snart kanske vi skriver ut vår egen pasta hemma, i den form vi önskar för dagen. Mats Stading tror dock att det dröjer innan 3D-skrivare för mat kommer på bred front.

─ 3D-skrivare är en fantastisk teknik för att göra komplexa strukturer, men den är långsam och dyr. I ett projekt på RISE tittar vi på hur 3D-skrivare skulle kunna användas för att anpassa mat till äldre som har svårt att tugga eller svälja. Man vill ju servera dem mat som är så lik vanlig mat som möjligt, men som faller sönder i munnen. Då är det bra att kunna sätta en patron med broccolimos i skrivaren och kunna skriva ut något som ser ut som broccoli, säger han.

Text: Eva Annell på uppdrag av Forskning.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Genklippta grönsaker på en vägg nära dig

 lästid ~ 8 min