世界的なプラスチックごみの氾濫と、長期宇宙ミッションにおける食料供給の課題に対処するため、南イリノイ大学カーボンデール校の研究チームは、閉鎖型バイオ製造システムを開発しました。このシステムは、廃棄されたPETボトルやトウモロコシの茎を原料とし、微生物による変換と3Dプリンティング技術を組み合わせることで、栄養バランスに優れ、安全に喫食可能な高タンパク質スナック「µBites」を製造します。
この技術では、プラスチックを直接食品に混入させるのではなく、酸化水熱溶解によってPETや農業廃棄物を低分子の炭素源へと分解し、それを遺伝子編集を施した酵母で効率的に代謝させます。これらの改変酵母株は、良質なタンパク質、不飽和脂肪酸、有機酸を合成するだけでなく、エチレングリコール由来の成分を利用してβ-カロテン（ビタミンA前駆体）を生産したり、植物廃棄物から天然のバニラ風味成分を自律的に生成したりすることで、最終製品の栄養価と風味（官能特性）を大幅に向上させます。
最終的に得られた微生物バイオマスは、食物繊維、デンプン、天然甘味料と配合され、精密3Dプリンティング技術によって携帯可能な高タンパク質ビスケットに成形されます。第三者機関による毒性および微生物検査の結果、FDA（米国食品医薬品局）の食品安全基準に適合していることが確認されています。現時点では人体での試食段階には至っていませんが、香りのブラインドテストでは、9割以上の被験者が「心地よい風味」と評価し、深宇宙探査、極地基地、災害対応現場といった極限環境下での主食の補助食品として利用したいと回答しました。
本プロジェクトは、NASAの「深宇宙食料コンテスト（Deep Space Food Challenge）」および米国国立科学財団（NSF）から共同で資金提供を受けています。研究チームは現在、菌株機能の最適化を加速させており、今後3〜5年以内にデンプンや繊維などの基礎的な炭水化物を一段階で生合成することを目指しています。さらに、このシステムを実験室レベルから、潜水艦への食料供給、月面基地、さらには都市規模の循環型経済（サーキュラーエコノミー）における応用へと展開することを見据えています。
