“蛋白质折纸”会导致畜牧业崩溃吗?

“蛋白质折纸”会导致畜牧业崩溃吗?


您是否想开始下一个价值数百万英镑的业务?那么让我向您介绍刺激细胞生长的蛋白质。目前,耗资数百万 每克磅,使它们比钻石更贵。如果我们要实现曾经反乌托邦但日益可行的“实验室培育”肉类的愿景,我们将需要超过几克的肉来制作足够的菲力牛排来养活大众。

“几百万 每克磅,使它们比钻石更贵”

所谓的“培育”或“实验室种植”肉类最初被提议作为宇航员的食物,但后来从科幻幻想变成了对更加可持续和具有动物福利意识的未来的希望之源。

工业化畜牧业处于当今人类面临的一些最紧迫问题的交叉点:气候变化、人畜共患流行病、抗生素耐药性、生物多样性丧失和动物福利。尽管素食主义和纯素食主义正变得越来越主流,但全球对肉类的需求仍在持续增长。但也许彻底改变消费者行为的最佳方法之一是提供更好的替代品。

人造肉是由在生物反应器中培养的动物细胞产生的,其成分与传统肉类相同,因此在味道和营养成分上没有区别。该过程从动物开始,但不是屠宰动物,而是进行简单的活检(细胞样本)。然后这些细胞在称为生物反应器的大桶中培养,增加细胞质量的体积和密度以产生一块肉。

当我们最终只对享用三分熟的牛排感兴趣时,为什么要种植我们称之为牛的复杂的、有感知的生物——有骨头、有蹄、胃里会喷出甲烷呢?在实验室培育肉类消除了这种浪费,绕过了培育整个身体和维持意识这一在伦理和环境上有争议的任务。

牛每生产一卡路里的可食用蛋白质,就会消耗 25 卡路里的热量。这种巨大的低效率解释了为什么畜牧业占用了 77% 的农业用地,但只提供了全球 33% 的蛋白质供应。它推动了气候变化,几乎占所有温室气体排放量的 15%。此外,世界上大多数抗生素(2017 年为 73%)都被喂给农场动物,以使它们在疾病容易传播的恶劣条件下生存,从而导致抗生素耐药性威胁日益加剧。

改变我们的食物系统的理由很充分,人造肉的潜在好处是巨大的。尽管如此,仍有重大技术障碍需要克服。其中之一是培养细胞生长的营养汤的成本:如果我们给它们喂食钻石价的生长因子,谁愿意花 50 英镑买一个汉堡?

这就是“蛋白质折纸”艺术可以用来克服其中一些障碍并帮助我们在未来长期维持我们的食物系统的地方。

蛋白质本身是由更小的结构单元组成的:氨基酸。它们一共有 20 个,就像字母表一样,它们可以以无数种不同的方式排列,以创建蛋白质的独特“名称”。典型的蛋白质包含 300 多个排列成一定形状的“字母” 超级加州脆弱的expialidocious-风格序列。

根据其“名称”,蛋白质会折叠成某种形状,从而形成 3D 结构。它就像折纸一样,将一张写有蛋白质名称的扁平方形纸转变成成品蛋白质雕塑。这个类比不仅仅是一个异想天开的想法;这是实验室工作中的日常现实,了解这种“蛋白质折纸”可以为使人造肉汉堡更便宜铺平道路。

蛋白质 FGF2(成纤维细胞生长因子 2)是实验室培育肉类所需的百万磅生长因子之一。但是,与持久耐用的钻石不同,FGF2 本质上不稳定,会在七小时内降解。换句话说,FGF2 折纸就是我们所说的脆弱的。

“蛋白质折纸可以为让人造肉汉堡变得更便宜铺平道路”

多家初创公司已着手改变这一现状,因为寿命较长的 FGF2 将延长培养足够细胞生产实验室培育牛排所需的营养汤的寿命。数学很简单:FGF2 持续的时间越长,需要的量就越少,因此成本就越低。

Pavel Dvorak 领导的团队研究了折叠的 FGF2 折纸,并发现了看起来特别不稳定的部分。然后,他们交换了蛋白质“名称”中与脆弱部分相对应的一些字母,以努力创建一个不太不稳定的 3D 结构。本质上,他们在结构中加入了一些“胶水”,以使折纸更加坚固。

结果是 FGF2-3 的诞生,它是 FGF2 的增强版本,具有更高的稳定性和寿命。它的使用寿命大大延长,超过 7 天,并且刺激细胞生长的时间比其前身更长。您现在可以每周一次,而不是每天为培养的肉细胞添加新鲜的生长混合物。因此,FGF2-3的发现让我们离让人造肉成为超市货架上具有成本竞争力的食品的目标又近了一步。

当然,FGF2的成功故事仅代表了一步,人造肉背后的技术还有很长的路要走。我们需要更多的蛋白质折纸来帮助我们永远结束工业化动物养殖。向安全、可持续和公平的粮食系统转变可能是我们这一代人的遗产,但需要进行巨大的合作:科学家、消费者、农民和政策制定者必须表现出集体承诺,推动永远的变革。

Měilíng Lǐ
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