פרויקט פרת השמים נועד למצוא דרך להפיק חלבון חלב מחיידקים שניזונים מפחמן דו-חמצני וממימן
אפשר למצוא סרטונים בסגנון הזה בכל רחבי הרשת: אשה (או גבר) מתענגים על טעמו של נוזל לבנבן על השפתיים. לפעמים בכמויות גדולות כל-כך שהוא ניגר מהפה ומטפטף במורד הסנטר. הצופים מרותקים והביקורות מהללות. אתרים שלמים הוקמו לאירוח והפצת הסרטונים הללו.
כן, אין ספק שחלב הוא אחד המזונות האהובים ביותר על המין האנושי.
לרוע המזל, הוא גם מאד מזהם.
קל לשכוח את מקורו של החלב כאשר אנו רוכשים אותו בסופרמרקט, אבל הנוזל המזין מגיע מפרות. פרה טיפוסית מגיעה למשקל של 700 קילוגרמים בערך, שמורכבים משרירים, עצמות, שומן, עצבים ושאר רקמות. הפרה צורכת כמויות גדולות של מזון ומים – שעולות לסביבה ביוקר – כדי לתמוך בכל המסה הביולוגית הזו. ואם זה לא גרוע מספיק, היא מפרישה תוצרי לוואי כמו מתאן: גז חממה שמאיץ את ההתחממות הגלובלית.
הפתרון? פרויקט אירופאי חדש בשם Hydrocow, או בתרגום חופשי (מאד) שלי, “פרת השמים”.
הפרויקט הושק בסוף 2023, עם מענק של שישה מיליון דולרים מטעם המועצה האירופאית לחדשנות. הוא נועד למצוא דרך להפיק חלבון חלב מחיידקים שניזונים מפחמן דו-חמצני וממימן. במהלך ארבע שנות הפרויקט, החוקרים ינסו להנדס גנטית חיידקים שיפיקו את חלבון הבטא-לקטוגלובולין, שהוא אחד החלבונים המרכזיים בחלב ומעניק לו את טעמו ומרקמו הייחודיים. החיידקים המהונדסים ייבחנו על-ידי חברת “אוכל סולארי” – Solar Foods. ואם הם יצליחו, ובכן, אזי כולנו עשויים ליהנות עד 2030 מחלב שלא ראה מעולם עטיני פרה. ובהתאם, הוא גם יהיה זול יותר, ובוודאי יפגע פחות בסביבה.
וכשזה יקרה, זו לא תהיה הפתעה גדולה – מכיוון שמדובר במגמה גדולה יותר מהמאה האחרונה, שכבר זכתה בשם משלה: מהפכת ההתססה השנייה.
מהפכות ההתססה
התססה היא התהליך בו חיידקים – או יצורים מיקרוסקופיים אחרים – מפרקים חומרי גלם ומפיקים תוצרי לוואי שמשרתים את האדם. המין האנושי עושה שימוש כזה במיקרו-אורגניזמים כבר מזה עשרות-אלפי שנים, גם אם לא הבנו זאת עד לעת האחרונה. האלכוהול ביין ובבירה, למשל, הוא תוצר פעילות ההתססה של חיידקים או שמרים, שמקבלים חומר צמחי כמזון ומפיקים בתמורה אתאנול.
במהפכת ההתססה הראשונה, גילינו תהליכים שמאפשרים למיקרו-אורגניזמים לפעול בצורה מיטבית – למשל, לקטוף ענבים, למעוך אותם ולשמרם בחביות בטמפרטורות הנכונות כדי שיהפכו ליין – מבלי להבין את הסיבה לכך שהתהליכים האלו עובדים טוב כל-כך. רוב הזמן לא היינו מודעים בכלל לקיומם של המיקרו-אורגניזמים. רק במאתיים השנים האחרונות התוודענו לפעולתם המיטיבה של החיידקים, השמרים, האצות ושאר היצורים הזעירים הסובבים אותנו. ורק בחמישים השנים האחרונות התחלנו לנסות להנדס אותם בכוונה תחילה, כדי שיעשו את עבודתם טוב יותר, עבור האדם. זוהי “מהפכת ההתססה השנייה”.
מהפכת ההתססה השנייה זכתה כבר להצלחות מאד מרשימות. רוב הגבינה בארצות הברית, למשל, מיוצרת כיום בעזרת אנזים בשם כימוזין – שמופק מחיידק שהונדס גנטית בדיוק למטרה זו. החיידק מחליף בכך את העגלים, מכיוון שבעבר היה נהוג לחלץ אנזים דומה מקיבות עגלים. גם אינסולין, המשמש לטיפול בסוכרת, הורמוני גדילה אנושיים ואפילו חלק מהחיסונים מיוצרים כיום על-ידי חיידקים במעבדות ובמפעלים.
אין פלא, לפיכך, שקיים רצון עז בתעשיית המזון לפתח חיידקים שייצרו חלבוני חלב. למעשה, ישנן כבר היום חברות שמנסות להגיע להישגים דומים. אחת מהן היא חברת רמילק (Remilk) הישראלית, שהינדסה שמרים לייצור חלבוני החלב. הבעיה היא שאותם יצורים זעירים זקוקים למזון עשיר בסוכרים, שמגיע בדרך-כלל בעצמו מצמחים שגודלו בשטחים חקלאיים.
בפרויקט “פרת השמים”, החיידקים אמורים לקבל את עיקר התזונה שלהם מהאוויר. ליתר דיוק, הם יוכלו לפרק את הפחמן הדו-חמצני באוויר. הגז המסוים הזה נמצא בשפע באטמוספירת כדור-הארץ ותורם לאפקט החממה שמאיץ את ההתחממות הגלובלית. במילים אחרות, החיידקים שיפותחו בפרויקט יוכלו לפרק את אחד החומרים המזיקים באטמוספירה כיום – ולהפוך אותו, בתוספת קצת מימן שיגיע ממים, לאחד המזונות הפופולריים ביותר בעולם. לחלב, ויש לשער שבהמשך גם לגבינות מכל הסוגים.
“אם פרויקט Hydrocow יצליח, הוא יאפשר שיטות ייצור ביולוגיות חדשות שמרוכזות בתזונה ואינן נסמכות על פוטוסינתזה וחקלאות מסורתית.” הוסבר בידיעה לעיתונות ששחררה ג’ינקו ביו-וורקסף אחת החברות המעורבות בפרויקט. “את השיטות הללו תחליף המרה של פחמן אטמוספירי ישירות לחלבוני חלב, בתהליך שחוסך זמן, אנרגיה וקרקע.”
נציג של חברת Solar Foods היה ישיר יותר בדבריו –
“[הטכנולוגיה] תהיה יותר יעילה וידידותית-לסביבה בסדרי גודל, בהשוואה לגידול מסורתי של פרות חלב.” מסר לתקשורת, וקינח במסר לתעשייה כולה. “זה מוציא את החקלאות מהמשוואה.”
באתר הפרויקט עצמו מעריכים כי ההפחתה בשטחי הגידול ובמסת המים הנדרשת להפקת חלב תפחת ב- 99 אחוזים בהשוואה לדרך הפקת החלב המסורתית.
אבל כמובן, הבטחות באות בקלות. מה לגבי המימוש?
הבטחות גדולות – וסיכון גדול
הבטחות גדולות מלוות לעתים קרובות גם בסיכון גדול, וזה גם המקרה בפרויקט “פרת השמים”. למעשה, הפרויקט עצמו מוגדר כ- “סיכון גדול, תשואה גדולה”. אולי, בין היתר, מכיוון שהמדענים המעורבים בו אינם בטוחים אפילו איך בדיוק לגרום לחיידקים לעשות כרצונם ולהמיר פחמן דו-חמצני ומימן לחלבונים הרצויים בקצב גבוה.
זו הסיבה שבחלק הראשון של הפרויקט, עומדים החוקרים לאסוף את כל המידע – ניסויים מן העבר, ספרות, ניסיון עצמי – אודות ה- ‘טכנולוגיות’ שהופכות מיקרו-אורגניזמים מעולים ליצרני חלבונים מעולים. במילה ‘טכנולוגיות’, הכוונה לגנים ששולטים בדרך הפעולה של אותם מיקרו-אורגניזמים. אלו, בסופו של דבר, טכנולוגיות מכיוון שהן פיסות קוד ששולטות בפעולות התאים, ואפשר לשכפל אותן ולהתאים אותן גם כדי לשפר את יכולת יצירת חלבוני החלב בחיידקים.
בשלב השני של הפרויקט מתכוונים החוקרים להעמיד מעגל של “תכנון – בנייה – בחינה – למידה“. הם יתכננו את החיידקים כך שיכללו את פיסות הקוד המתאימות ביותר לייצור חלבוני החלב, יבנו אותם באמצעות כלי הנדסה גנטית, יבחנו אותם בתנאי מעבדה – ויסיקו מסקנות איך אפשר לשפר אותם עוד יותר. המעגל הזה של שיפור מתמיד יחזור על עצמו ככל הנדרש וככל שיתיר משך הפרויקט, עד שיתקבלו התוצאות הרצויות – ואז יועברו החיידקים לחברת Solar Foods, שתבדוק האם היא יכולה באמת להשתמש בהם כדי לייצר חלב מאוויר.
כביולוג בעברי, אני מתלהב במיוחד ממעגל הפיתוח והשיפור המתמיד שמציעים החוקרים. בעבר, היה צורך במחקרים שארכו חודשים ארוכים כדי לבצע אפילו שינוי גנטי קטן בחיידקים. כיום, בזכות כלי ההנדסה הגנטית המודרנית, אפשר ליצור שינויים משמעותיים בחיידקים תוך שבועות, או אפילו ימים ספורים. היעילות הזו, לצד היכולת – שבוודאי תסתייע בבינה מלאכותית – לאסוף מידע רב מהספרות ולהפיק ממנו תובנות בנוגע לדרך הטובה ביותר להנדס את החיידקים, גורמת לי להאמין שיש לפרויקט סיכוי טוב יותר מהצפוי להצליח.
עם כל האופטימיות, עדיין מדובר בהימור. כל פרויקט בתחום הביולוגיה וההנדסה הגנטית הוא תמיד מורכב יותר מכפי שנראה בהתחלה, ורבים הם החוקרים שהתקרחו במהלך הדוקטורט לאחר שתלשו את כל שיער ראשיהם בתסכול, ניסוי-אחר-ניסוי.
אבל מה אם הפרויקט יצליח?
דמיינו עולם בו החלב ניגר כמים, וזול כמעט כמוהם. עולם בו כל ילד במדינת עולם שלישית יכול ליהנות מהמשקה המזין עתיר-החלבונים והשומנים. עולם בו מחירי הגבינות – שהן בסופו של דבר תוצר של עיבוד של החלב – יורדים לאין ולאפס. מוצרלה, פרמזן וכל היתר. עולם של פיצות זולות.
אני חוזר שוב: עולם של פיצות זולות.
רק בשביל זה, שווה לחכות לעתיד.
עוד בנושא באתר הידען:
