Jak edytowanie genów ryżu za pomocą CRISPR może pomóc w walce ze zmianą klimatu


Czy technologia edycji genów CRISPR może stworzyć nowe uprawy, które pomogą w walce ze zmianami klimatycznymi w miarę ich wzrostu? Właśnie to grupa badaczy ma nadzieję zrobić z 11 milionami dolarów dofinansowania z Inicjatywy Chana Zuckerberga. Fundusze zostaną przeznaczone na wysiłki na rzecz wzmocnienia roślin — począwszy od ryżu — i gleby, aby lepiej wyłapywały dwutlenek węgla. Wysiłek, który został zapowiedziany zeszły tydzieńkierowany jest przez Instytut Genomiki Innowacyjnej, który został założony przez: laureat Nagrody Nobla i współtwórca CRISPR Jennifer Doudna.

“[Jennifer] i zobaczyłem klimat i to, jak duży jest problem na świecie. I po prostu nie chcieliśmy już dłużej siedzieć na uboczu”, mówi dyrektor wykonawczy Innovative Genomics Institute (IGI), Brad Ringeisen.

Eksperci ds. klimatu w przeważającej mierze zgadzają się, że jedynym sposobem na prawdziwe radzenie sobie ze zmianami klimatycznymi jest zmniejszenie ilości emisji gazów cieplarnianych, które wysyłamy do powietrza podczas spalania paliw kopalnych w celu wytwarzania energii elektrycznej lub pociągów, samolotów i samochodów. Ale ludzie już zrzucili do atmosfery tyle zanieczyszczeń powodujących ogrzewanie planety, że również musimy znaleźć sposoby na posprzątanie istniejącego bałaganu i zapobiec jeszcze bardziej katastrofalnym zmianom klimatycznym. Jednym ze sposobów na osiągnięcie tego są rośliny. Podczas fotosyntezy rośliny w naturalny sposób pobierają powszechny gaz cieplarniany, dwutlenek węgla. W końcu przenoszą ten węgiel do gleby.

CRISPR może służyć do wprowadzania precyzyjnych zmian w genomie rośliny, aby wytworzyć pożądane cechy. Istnieją trzy cele edycji genów w misji usuwania węgla przez IGI. Zaczyna się od próby zwiększenia wydajności fotosyntezy w roślinach, aby jeszcze lepiej wychwytywały jak najwięcej CO2. Po drugie, firma IGI jest zainteresowana rozwojem upraw o dłuższych korzeniach. Rośliny przenoszą węgiel do gleby przez swoje korzenie (jak również z reszty ciała, gdy umierają). Dłuższe korzenie mogą osadzić węgiel głębiej w glebie, przez co nie jest on tak łatwo ponownie uwalniany do atmosfery. Podobny wysiłek, aby wpłynąć na geny roślin i rozwinąć rośliny o mocniejszych korzeniach, jest podejmowany w Instytucie Badań Biologicznych Salka, który otrzymał 30 milionów dolarów z Funduszu Ziemi Bezos w 2020 roku.

To prowadzi nas do trzeciej części badań IGI: zwiększania zdolności gleby do magazynowania, a nie uwalniania gazów cieplarnianych. Gleba zazwyczaj nie zatrzymuje się długo węgla. Ucieka z powrotem do atmosfery poprzez oddychanie drobnoustrojów glebowych, które rozkładają materię roślinną. A techniki stosowane we współczesnym rolnictwie, takie jak uprawa roli, przyspieszają ten proces i pozwalają glebie na większą utratę węgla. Według Ringeisena jednym z potencjalnych wyników badań IGI CRISPR jest produkt, który można dodać do brudu, aby pielęgnować mikrobiom gleby, który dłużej zatrzymuje węgiel.

To wszystko są ciężkie dźwigi, które wciąż są bardzo dalekie od realizacji. 11 milionów dolarów z Inicjatywy Chana Zuckerberga finansuje trzy lata badań, a Ringeisen spodziewa się „wpływu na świat rzeczywisty o 7 do 10 lat”. Nawet jeśli w tym czasie odniosą sukces w inżynierii genetycznej roślin i drobnoustrojów glebowych, zwiększenie skali, aby mieć znaczący wpływ na klimat, nadal będzie ogromnym wyzwaniem.

Reklama

„Rośliny są już niezwykle wydajnymi maszynami do utrwalania węgla, wynikającymi z milionów lat ewolucji, więc nadal jestem przekonany, że CRISPR może wiele zrobić, aby poprawić sekwestrację węgla na potrzebną skalę”, César Terrer, adiunkt w MIT, który prowadzi laboratorium zajmujące się interakcjami roślina-gleba, pisze do Pogranicze w e-mailu.

Terrer nie jest zaangażowany w projekt, ale wcześniej był stypendystą jednej z zaangażowanych instytucji, Lawrence Livermore National Laboratory, „a jeśli ktoś może to zrobić [it’s] ich”, pisze. Mimo to ostrzega, że ​​skupienie się na sposobach inżynierii przyrody, aby pomóc nam w walce ze zmianami klimatu, może odwrócić uwagę od pilniejszej potrzeby ograniczenia zanieczyszczenia gazami cieplarnianymi.

Rolnictwo już samo za siebie odpowiada ogromny ślad węglowy — wiele z tego pochodzi z inwentarz żywy i nawóz. Uprawa ryżu to również wielki winowajca na emisje metanu, ponieważ rozmoczone pola ryżowe są idealnym domem dla drobnoustrojów wytwarzających metan. IGI to pracując nad tym problemem również, ponownie patrząc na zmianę korzeni i drobnoustroje w glebie.

Genom ryżu jest łatwiejszy do manipulowania niż innymi uprawami, według Ringeisena, po części dlatego, że był już dużo badany i jest dobrze zrozumiane. Jednym z naukowców zaangażowanych w inicjatywę IGI jest Pamela Ronald, której badania są powszechnie znane z tego, że doprowadziły do rozwój odmian ryżu które tolerują powodzie znacznie dłużej niż inne typy, używając innego rodzaju inżynierii genetycznej, która bardziej przypomina precyzyjna hodowla. Ten ryż jest obecnie uprawiany przez ponad 6 milionów rolników w Indiach i Bangladeszu, według Laboratorium Ronalda na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis.

Praca IGI nie kończy się na ryżu. Według Ringeisena sorgo jest kolejnym głównym kandydatem do edycji genów w celu przyspieszenia usuwania węgla. Ma również nadzieję, że wszelkie nowe odmiany, które opracują, będą miały dodatkowe zachęty dla rolników, takie jak obfitsze plony wynikające z wydajniejszej fotosyntezy. Ale to jeszcze kilka lat w przyszłości. IGI ma nadzieję rozpocząć międzynarodowe próby polowe z rolnikami około trzech lat po rozpoczęciu badań nad ryżem CRISPR.



Source link

Advertisment

Więcej

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj

Advertisment

Podobne

Advertisment

Najnowsze

Najnowszy czarny charakter Batmana to robot Failsafe w Batman #125 Chipa Zdarsky’ego

Od 2006 roku DC Ordynans seria była miejscem, w którym najwięksi pisarze firmy robili swoje największe huśtawki — do pisania Historia...

Nowoczesny komputer All-in-One z serii AM272 firmy MSI może być Twoim zaufanym partnerem dla biznesu

Firma MSI, światowy lider w wysokowydajnych i innowacyjnych rozwiązaniach komputerowych, ogłosił wprowadzenie nowoczesnego komputera All-in-One z serii AM272 wyposażonego w najnowsze oprogramowanie, które...

James Cameron mówi, że Avatar 4 to „skurwysyn” — ale może nie reżyserować tego

W porządku, jeśli się zgubiłeś, ale oto krótkie przypomnienie, że w tym roku Avatar: Droga Wody to tylko pierwszy z potencjalnych...
Advertisment

Chcesz być na bieżąco z najnowszymi wiadomościami?

Bardzo chcielibyśmy usłyszeć od Ciebie! Podaj swoje dane, a pozostaniemy w kontakcie. To takie proste!