Skapa en labbodlad hamburgare som fräser, luktar och till och med blöder som riktigt kött kan låta som sci-fi fantasi, men för en USC-student, det är en lovande karriärväg.

Johannes "Jan" van Dijk, en doktorand vid USC School of Pharmacy, planerar att använda sina kunskaper om genetik och biokemisk ingenjörskonst, tillsammans med hans erfarenheter som slaktare, att utveckla nya och hälsosammare köttalternativ.

"Jag älskar den mångfacetterade effekten på samhället, " sa han. "Det handlar om hållbarhet, hälsa, effektivitet, etik – alla dessa saker i ett projekt."

En genomsnittlig amerikan konsumerar nästan 200 pund kött från kycklingar, kor, grisar och får varje år, enligt Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling, som räknar med att den siffran ska växa till mer än 207 pund till 2024 som en del av en global förändring mot ökad köttkonsumtion.

Den trenden är oroande för van Dijk. Även om han fortfarande njuter av en god biff eller skiva bacon, han erkänner miljöeffekterna av att föda upp boskap, såsom metanutsläpp som bidrar till den globala uppvärmningen; ökad risk för hjärtsjukdomar och fetma relaterad till att äta för mycket kött; och etiska problem som uppstår genom att slakta djur för mat.

"Jag har en riktigt bra uppskattning för kött, men medvetet, Jag kan se att det inte är det bästa, " sa han. "Jag vill fortfarande kunna njuta av det, men utan de etiska och miljö- och hälsofrågorna."

Framtida mat

Labbodlat kött har blivit ett hett ämne de senaste åren. Ett företag lägger redan till ett protein från svamp till sin växtbaserade patty för att göra den rosa när den är rå och för att ge den en lätt metallisk och köttig smak när den tillagas. Vissa forskare gör konstgjorda äggvita med komponenter som härrör från svampar eller jäst. Andra odlar djurmuskler från stamceller för att skapa slaktfritt kött.

Van Dijk hoppas kunna gå med i loppet för att bygga en övertygande fuskburgare efter att han tagit examen från USC nästa vår. Han spårar sitt intresse för att tillverka skenkött till sitt deltidsjobb som slaktare i Nederländerna, en position han tog som student för att klara sig. Han arbetade senare i ett halvår som slaktare på heltid i Brisbane, Australien, hacka och packa lamm, nötkött, kyckling och fläsk för en grossistverksamhet.

Även om det kan vara skrämmande för många människor att äta genetiskt modifierad mat, van Dijk insisterar på att processen ofta missförstås och misstolkas.

Han ser genteknik som ett viktigt tillvägagångssätt för att lösa livsmedelsbrist och säkerställa miljömässig hållbarhet. Det är också huvudkomponenten i van Dijks nuvarande forskning, som går ut på att genetiskt förändra svampar i hopp om att upptäcka nya läkemedel.

"Just nu, Jag arbetar med droger för sjuka människor, " sa han. "Men mat är för alla, så effekten av att skapa hälsosammare mat skulle bli mycket större, plus att det skulle hjälpa människor att inte bli sjuka i första hand."

Tills vidare, som labbchef för en forskargrupp ledd av professor Clay Wang, han genmanipulerar enzymer som finns naturligt i svampar. Genom att mixtra med dess DNA, han kan tvinga en svampstam att mutera, potentiellt skapa nya ämnen som kan vara användbara för forskare.

"Vad jag försöker göra är att studera vad svampen gör och sedan manipulera den så att den gör något lite annorlunda, att göra nya molekyler som kan bli läkemedel i framtiden, " sa van Dijk.

Att göra snittet

Det liknar processen som ledde till upptäckten av penicillin, den välkända klassen av svampbaserade antibiotika, och lovastatin, ett läkemedel som också kommer från svampar som kan sänka kolesterolet. Dock, van Dijks metoder är mycket mer avancerade. Han använder CRISPR-Cas9-teknik, ett verktyg som tillåter honom att exakt rikta in delar av en svampstams genetiska struktur.

Han liknar DNA-sekvensen vid ett löpande band. Genom att skära den på en viss plats, han kan avgöra vilka gener som är ansvariga för att bygga vissa molekyler. Då kan han tvinga svampen att mutera vid den specifika punkten, antingen skapa nya föreningar eller öka dess produktionshastighet av befintliga molekyler.

Hans arbete i labbet gav van Dijk USC School of Pharmacys mest prestigefyllda pris, Charles och Charlotte Krown Fellowship, som kommer med en $5, 000 stipendium och en $5, 000 anslag för forskningstillförslar och resekostnader. Endast en doktorand får utmärkelsen varje år, och vinnaren utses efter att finalisterna presenterat sin forskning för en kommitté av fakultetsmedlemmar.

Att vara berättigad, sökande måste ha en 3,5 GPA och en förstaförfattad artikel publicerad i en refereegranskad tidskrift, förutom att klara sina behörighetsprov. Gemenskapen är uppkallad för att hedra Charles Krown, en stor välgörare och hedersalumn som också tjänstgjorde som medlem i skolans rådgivare. Krown finansierade stipendiet som en del av en gåva på 1,1 miljoner dollar till skolan på 1980-talet.

När van Dijk avslutar sitt sista år som doktorand vid USC, han knyter kontakter inom livsmedelsindustrin och funderar på sätt att använda sina kunskaper på. Han har redan en idé om en hälsosam hamburgare som innehåller omega-3 och omega-6 syror från en av hans minst favoritmat.

"Jag vill kunna äta de där hälsosamma fetterna utan smak av fisk, " sa han. "Tänk om du kunde konstruera en hamburgare som har de där fettsyrorna? Det skulle vara fantastiskt."