[[@https://blog.bionyt.dk//insekter/insekterindex.asp#TABULERINGFremtidens mad-LandbrugTABULERINGMELLEMRUM|Fremtidens mad/Landbrug ]]
Kan man lave landbrug under jorden?
Landbrug bidrager til en tredjedel af de samlede kulstof-emissioner i verden, og en forøgelse af de konventionelle metoder vil udgøre en stigende trussel mod miljøet, efterhånden som verden forsøger at brødføde yderligere 2 milliarder mennesker i 2050. Alene Londons befolkning vil vokse med 24,4% eller to millioner mennesker i løbet af det næste årti.
### I det perspektiv forsøger to britiske “landmænd" at dyrke deres grøntsager uden sollys 33 meter under gadeniveau i et bombeskjul fra 1944 under Clapham North Station. Dette område af London Underground er bygget som beskyttelsesrum under luftangrebene mod London under Anden Verdenskrig og havde kapacitet til at rumme 8000 mennesker med køjer, sygeafsnit, køkkener og sanitetsafsnit. Tunnelfarmen under Clapham North Station dyrker krydderurter og små blad-grøntsager til salg i lokale restauranter – og på sigt med henblik på nære markeder, hvortil det burde være muligt at levere på under 4 timer fra plukningen har fundet sted.
### Zero Carbon Food, som firmaet hedder, bruger LED-lys som lyskilde. Lysdioderne er 3 gange mere effektive end traditionelle højtryk-natriumlys (HPS), der anvendes i det kommercielle landbrug. Al energien til stedet kommer fra en grøn energileverandør. Den perfekt-isolerede tunnel kræver ikke ekstra varme til at dyrke de naturligt sunde afgrøder. Temperaturen er konstant 16 grader Celsius uden sæsonvariationer. Der bruges et hydroponisk dyrkningssystem, der cirkulerer vand (som er beriget med næringsstoffer) gennem bakker med planter, der sidder på et lag af hamp. Der er planer om at etablere et 2,5 hektar underjordisk dyrkningsareal. Et testområde på 100 m2 producerer mini-krydderurter til frisk salg, såsom hvidløg, purløg, radise, ærteskud, brøndkarse, koriander, sennepsblade, mizuna-blade Brassica rapa nipponosica, sandsennep Wild Rocket Diplotaxis tenuifolia, Red Vein Sorrel Rumex sanguineus sanguineus, Micro Rocket, Red Amaranth, Thai Basil mv. til restauranter med Growing Underground mærke. Ifølge deres hjemmeside har produkterne et reduceret carbon-fodaftryk, 70% mindre vandforbrug, ingen spildevandsafstrømning som ved almindeligt landbrug, og lavere energiforbrug end ved planteavl i drivhuse. Desuden garanteres prisstabilitet, fordi der ikke er sæsonvariationer, frost eller tørke. Det kan desuden skabe beskæftigelse i den indre by. Der behøves ikke pesticider (da der ikke er skadedyr, der lever så langt under jorden). Der er mindre spild, længere holdbarhed og ikke-anvendte rum kan udnyttes, og projektet bidrager – som initiativtagerne skriver – til Londons økologiske mål, som er “en 60% reduktion i Londons CO2-udledning i 2025" og “at 25% af Londons energi kommer fra mere effektive, decentrale energienheder i 2025" og “forbedret energieffektivitet i Londons boliger og bygninger", samt “nedbringelse af luftforurening fra transport" mv.
### Ideen opstod hos to barndomsvenner fra Bristol, Richard Ballard (dokumentarfilm-producent og møbelimportør), og Steven Dring (handelsuddannet). Michelinstjernekok Michael Roux Jr. fra London-restauranten “Le Gavroche" blev ansat i virksomheden. Men især landbrugskonsulent Chris Nelson fra Hull var den person, der fik ideerne til at blive til virkelighed.
### De har modtaget hjælp til at udbrede kendskabet til Growing Underground-brandet fra en af de største avlere i Storbritannien og Europa. En Crowdcube-fundraisingskampagne om projektet gik viralt, og var den kampagne, der blev set flest gange på Crowdcube-websiden. Ifølge det britiske Seed Enterprise Investment Scheme får man en skattenedsættelse på 50% ved at investere i sådanne ting som dette. Projektet blev udvalgt af National Geographic som en del af en særlig serie The Future of Food www.zerocarbonfood.co.uk. http://growing-underground.com/shiny-new-blog. http://www.zerocarbonfood.co.uk/ teknolog 01,033.
###
### Gå til toppen af siden
[[@https://blog.bionyt.dk//insekter/insekterindex.asp#TABULERINGFremtidens mad-LandbrugTABULERINGMELLEMRUM|Fremtidens mad/Landbrug ]]
Kan man lave landbrug i luften?
Salat (lettuce) er en af de mest sælgende grøntsager i verden, men halvdelen af planterne går tabt på grund af svampeangreb og angreb fra andre organismer. Salat skylles inden det bliver solgt i poser – denne vaskeproces er meget dyr, men nødvendig for at rengøre for snavs og pesticider. Efter transport i op til 5 dage er salaten ikke frisk mere.
### Firmaet Combagroup i Schweiz har udviklet et system til dyrkning af salat, hvor rødderne dingler i luften (aeroponic) i et beskyttet miljø i drivhuse tæt på markedet – uden jord og uden pesticider – og hvor varme og alt affald genanvendes, og hvor robotter sikrer høj produktivitet. I forhold til normal produktion anvendes 10 gange mindre vand, og der er 5 gange mindre CO2-udslip. Den samme fremgangsmåde kan anvendes til andre grøntsager.
### Salatplanterne har deres rødder hængende i luften som orkideer, og absorberer vand, ilt og næringsstoffer fra luften. IT-systemer styrer klimaet, og giver den rette blanding af vand og mineralsalte til vandingen, som robotter sprøjter på salatplanternes rødder i kontrollerede intervaller. Firmaet kalder det Smart Lettuce (smart salat). En pilotfarm er i øjeblikket i drift nær Yverdon-les-Bains i Vaud-kantonen, Schweiz http://www.combagroup.com.
###
### Designede organismer
### Craig Venter (“den forsker, der sekventerede det menneskelige genom"), vil i sit nye firma Synthetic Genomics frembringe syntetiske, biologiske organismer til miljøformål ved at digitalisere eksisterende organismer: Digitaliseringen består i at omdanne A-, C-, T- og G- baserne i den kemiske sammensætning af DNA til 1’ere og 0’er i en computer.
### Det er så tanken at bygge nye, kunstige organismer, der gør ting, som f.eks. at fjerne forurening, danne brændstof og andre nyttige ting – som en slags genetisk Photoshop, hvor man ændrer på virkeligheden.
### En førende kandidat til en CO2-ædende og energifrembringende organisme er Methanococcus jannaschii – en urgammel, encellet organisme, der findes nær varme kilder på havbunden. Den producerer methan ved at kombinere kuldioxid med brint, der stiger op gennem revner i havbunden. Denne organisme ville i kraftværker kunne omdanne CO2-udslippet til methan-brændstof www.nextnature.net/2009/09/bacteria-that-turn-co2-into-energy/; www.jcvi.org/cms/home.
### Når kemikere har bestemt strukturen af en ny kemisk forbindelse, forsøger de at syntetisere kemikaliet. Det tilsvarende har været umuligt inden for genom-forskningen. Strukturen kan bestemmes ved at læse den genetiske kode, men man har aldrig været i stand til at verificere strukturens funktion ved hjælp af en uafhængig syntese.
### Men i 2003 syntetiserede J. Craig Venter Institute et lille virus, der inficerer bakterier, og i 2008 blev man på instituttet i stand til at syntetisere et lille bakteriegenom. I første omgang kunne man ikke aktivere genomet i en celle, men senere har man opnået at gøre genomet aktivt, og har dermed taget det sidste skridt mod at skabe den første syntetiske bakteriecelle.
### I Science beskriver de syntesen af et 1.080.000 basepar stort Mycoplasma mycoides genom, som i princippet er lavet ud fra fire flasker med de kemikalier, der udgør de fire bestanddele i DNA. Det syntetiske genom blev “startet op" i en gærcelle til at frembringe den første celle, der styres helt af et syntetisk genom (Gibson, DG, JI Glass, et al. 2010 “Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome". Science, Publ. online 20 maj 2010). Ved at transplantere et genom har forskerne på en måde konverteret én art til en anden art.
### Det 1.080.000 basepar lange syntetiske genom af Mycoplasma mycoides er den største kemisk-definerede struktur, der nogensinde er blevet syntetiseret i et laboratorie. Denne første selvreplikerende, syntetiske bakteriecelle har altså mere end 1 million DNA-basepar og næsten 1000 gener. Konstruktionen har fået navnet Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, som en henvisning til J. Craig Venter Instituttet. Konstruktionen er et bevis på metodens anvendelighed (proof of concept).
### Denne nye mulighed for rutinemæssigt at skrive software ind i livet, indvarsler en ny æra inden for videnskaben, som vil gøre det muligt at designe celler og organismer, som kan udføre opgaver såsom at skabe rent vand eller nye biobrændstoffer af typer, som de naturlige arter ikke kan gøre i ønsket omfang og effektivitet, eller at lave nye produkter og til nye anvendelser, såsom nye vacciner og lægemidler, nye kilder til mad, nye tekstiler, genopbygning efter forurening osv.
### Som med enhver ny viden inden for videnskab, medicin eller teknologi, har syntetisk genom-forskning potentialet til at blive brugt til både store samfundsmæssige fordele og til negative formål. Sådanne dobbelt-anvendelsesteknologier (dual use technologies) bør diskuteres og gennemgås omhyggeligt både på myndighedsniveau og i fora for undervisere, studerende, blandt lægfolk osv. for at dette felt kan trives, mener man på J. Craig Venter Instituttet www.jcvi.org/cms/research/projects/first-self-replicating-synthetic-bacterial-cell/overview/#sthash.NUfnUbk4.dpuf .
### Dette er ikke at skabe liv fra bunden. Det er snarere at skabe nyt liv ud af allerede eksisterende liv ved hjælp af syntetisk DNA, og at omprogrammere celler til at danne nye celler, der er specificeret af det nye syntetiske DNA.
### Almindelig forædling eller genmanipulation af afgrøder tilføjer eller ændrer højest 10 gener ud af de titusinder af gener, der er aktive i de fleste organismer. Syntetisk genom-forskning er anderledes derved, at man kan begynde med digital information i computeren, som giver mulighed for at designe hele, syntetiske kromosomer til erstatning af nogle eller alle de eksisterende kromosomer i cellerne.
### I en nylig rapport Synthetic Biology: scope, applications and implications (Syntetisk biologi: rækkevidde, anvendelser og konsekvenser) fra Royal Academy of Engineering i Storbritannien skriver man: Syntetisk biologi har potentiale til at skabe nye industrier af stor betydning i fremtiden (http://www.raeng.org.uk/news/publications/list/reports/Synthetic_biology.pdf).
### Forskere er i stand til at konstruere syntetiske bakterieceller, som ikke kan leve uden for produktionsmiljøet. Dette kan gøres ved, at disse organismer får indbygget en afhængighed for visse næringsstoffer, uden hvilke de ikke kan overleve. De kan få indsat såkaldte “selvmordsgener", der forhindrer, at organismen kan leve uden for det miljø, hvor den blev dyrket.
### I betragtning af hvor lidt man kender til menneskets biologi, bør disse metoder ikke anvendes på mennesker, mener man.
### De Mycoplasma-arter, som J. Craig Venter Instituttet arbejder med, nemlig (vildtyperne) Mycoplasma mycoides i form af underarten capri og Mycoplasma capricolum i form af underarten capricolum, er ikke farlige for mennesker. Begge er almindeligt forekommende i gede-besætninger på verdensplan, og bliver ofte fundet i geder i USA. Disse mikroorganismer forårsager typisk en mild yverbetændelse (mastitis) og gigt (polyarthritis) i nogle geder.
### Den syntetiske Mycoplasma mycoides mangler 14 gener, som er slettet eller inaktiveret, herunder gener der vurderes at være afgørende for mikroorganismens sygdomsfremkaldende evne (virulens). Selv om den måske kunne være i stand til at inficere geder, og potentielt kunne forårsage sygdom, er dette ikke blevet testet.
### Mycoplasma genitalium, som er den art, hvis genom J. Craig Venter instituttet tidligere har syntetiseret, er en seksuelt overført parasit i den menneskelige urogenital-kanal, hvor den forårsager urinvejs-infektion (urethritis) og er impliceret i problemer under graviditet. Måske er 1% af alle voksne inficeret med Mycoplasma genitalium, dog ofte uden at have symptomer.
### J. Craig Venter instituttet arbejder på at forbedre dette første syntetiske bakteriegenom. Den ekstremt langsomme vækst hos denne organisme gør eksperimenterne meget tidskrævende (hvilket fik forskerne til at arbejde med hurtigere voksende typer af Mycoplasma mycoides).
### Det ultimative mål for J. Craig Venter instituttet er at syntetisere en minimal celle, der kun har maskineri til det helt nødvendige for selvstændigt liv. De nærmer sig dette mål ved at fjerne ikke-essentielle DNA-regioner fra det syntetiske genom og gentage transplantationsforsøget – indtil der ikke er flere gener, som kan inaktiveres. Så vil genomet altså være så lille som muligt. Denne minimale bakteriecelle vil give en større forståelse af funktionen af hvert gen – og et nyt syn på celler som forståelige maskiner, der består af biologiske enkeltdele med kendt funktion.
### I 2003 offentliggjorde J. Craig Venter instituttet den syntetiske bakterieangribende virus phiX174 i artiklen "Frembringelse af et syntetisk genom ved hel-genom-samling: phiX174-bakteriofag ud fra syntetiske oligonukleotider". Generating a synthetic genome by whole genome assembly: phiX174 bacteriophage from synthetic oligonucleotide." Smith et al, PNAS 2003 dec. 23, 100 (26): 15440 – 5.. Epub 2.dec.2003).
### J. Craig Venter Institute er en non-profit forskningsinstitution med fokus på grundlæggende genom-studier, og Synthetic Genomics Inc. (SGI) er en privatejet virksomhed, der er grundlagt for at anvende syntetiske, genom-drevne, kommercielle løsninger til en række globale udfordringer, herunder inden for energi og miljø.
### Begge organisationer blev grundlagt af og ledes af J. Craig Venter.
### Siden 2005 har Synthetic Genomics finansieret ca. 30 millioner dollars i syntetisk genom-forskning af grundvidenskabelig karakter på J. Craig Venter Institute.
### Synthetic Genomics har eksklusive rettigheder (eneret) på de opdagelser, som er et resultat af dette arbejde og har indtil nu indleveret cirka 13 patentansøgnings-familier Se mere på: http://www.jcvi.org/cms/research/projects/first-self-replicating-synthetic-bacterial-cell/faq/#q1.
###
### Gå til toppen af siden
::
Tegn abonnement på
BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk) er Danmarks ældste populærvidenskabelige tidsskrift for naturvidenskab. Det er det eneste blad af sin art i Danmark, som er helliget international forskning inden for livsvidenskaberne.
Bladet bringer aktuelle, spændende forskningsnyheder inden for biologi, medicin og andre naturvidenskabelige områder som f.eks. klimaændringer, nanoteknologi, partikelfysik, astronomi, seksualitet, biologiske våben, ecstasy, evolutionsbiologi, kloning, fedme, søvnforskning, muligheden for liv på mars, influenzaepidemier, livets opståen osv.
Artiklerne roses for at gøre vanskeligt stof forståeligt, uden at den videnskabelige holdbarhed tabes.
Recent Comments