Генетично модифіковані організми можуть бути ключем до вирішення проблеми зміни клімату

Генетично модифіковані організми можуть бути ключем до вирішення проблеми зміни клімату
Максим Руденко

Максим Руденко

листопад 19, 2020

Вчені пояснюють, як генно-модифіковані організми можуть допомогти нам зменшити вміст вуглецю в атмосфері і боротися зі зміною клімату, передає technology.org.

Боротьба з неминучою кризою, пов’язаною зі зміною клімату, тепер стала глобальним пріоритетом. У зв’язку з цим американські вчені обговорили, як технологія редагування генів може змінювати рослини і організми, щоб зменшити викиди CO2 в атмосферу і уповільнити зміну клімату. Вони також розглядають потенційні перешкоди для широкого використання цих генетично модифікованих організмів, включаючи етичні проблеми і громадський спротив з міркувань безпеки.

Зміна клімату — це серйозна глобальна криза. Незважаючи на міжнародні угоди по боротьбі зі зміною клімату, викиди парникових газів продовжують збільшуватися, а глобальні температури продовжують рости. Потенційні наслідки для нашого життя колосальні: недавні лісові пожежі в США і Австралії, повені через рясні опади і великі втрати врожаю — все це свідчить про це.

Але простого скорочення виробництва парникових газів, хоча це і грає важливу роль, недостатньо. CO2, який ми випустили і продовжуємо викидати в атмосферу, залишається там невизначено довго. Таким чином, зміна клімату буде продовжувати погіршуватися, якщо не буде видалений вуглець з атмосфери. Тому пошук передових рішень для активного видалення парникових газів має вирішальне значення.

Маючи це на увазі, група вчених із США і Ізраїлю запропонувала стратегію видалення CO2, в якій використовуються потужні методи синтетичної і системної біології (SSB). Подальший розвиток і впровадження SSB передбачає модифікацію рослин для незворотного видалення CO2 з атмосфери. На симпозіумі, що відбувся в Бостоні, вчені обговорили свої ідеї щодо пом’якшення негативних наслідків зміни клімату, а їх результати були опубліковані в BioDesign Research.

Професор Чарльз Деліз з Бостонського університету, провідний автор цієї статті, пояснює цю концепцію, використовуючи цікаву аналогію:

«Інженери давно дізналися, як проектувати і виробляти ланцюжка для виконання бажаних завдань. За останні два десятиліття інженери-біомедікі почали вчитися проектувати і управляти цепоскамі, які дозволяють клітинам виконувати біологічні процеси з розширеними функціями: в даному випадку видалення СО2».

У цій статті вчені почали з узагальнення кількох способів розвитку цих біоінженерних стійких фенотипів рослин. Вони запропонували націлювати і модифікувати гени, які, наприклад, змінюють співвідношення коренів і пагонів, щоб збільшити кількість СО2, що утримується в грунті.

Крім того, генетично модифіковані властивості листя можуть потенційно підвищити врожайність сільськогосподарських культур: наприклад, рослина можна модифікувати для обробки більшої кількості енергії за допомогою фотосинтезу, не потребуючи в такій великій кількості сонячного світла, або вони можуть стати більш стійкими до посухи за рахунок листя, що не дозволяють випаруватися великій кількості води. Підвищення врожайності сільськогосподарських культур підвищить стійкість, оскільки велика врожайність означає, що для вирощування достатньої кількості продовольства потрібно менше землі.

Інші цікаві генетичні модифікації рослин включають в себе наділення їх здатністю «утримувати» азот (перетворювати газоподібний азот в форми, які рослини можуть використовувати для зростання). В даний час це можуть робити тільки бобові з азотфиксирующими бактеріями, але якщо цю здатність можна додати до основних культурах, таким як пшениця, ми зможемо витягти велику кількість закису азоту, основного парникового газу, з атмосфери. Крім рослин, різні бактерії також можуть бути створені для використання CO2 в якості джерела вуглецю замість цукру, що потенційно може стати компактним способом вилучення CO2 з атмосфери.

Хоча ці методи багатообіцяючі, професор Деліз і його колеги визнають, що їх пропозиції — це крок в невідомість.

«Порушення вуглецевого циклу в глобальному масштабі будуть глибокими і незворотними за своїми наслідками. Розробка національного порядку денного без серйозного і відкритого аналізу ризиків та стратегій пом’якшення наслідків буде помилкою як з політичної, так і з етичної точок зору».

Зокрема, вчені попереджають, що застосування SSB вимагає від нас ретельного обмірковування того, як підготуватися до непередбачених наслідків, хто несе відповідальність в разі нанесення шкоди і справедливо чи розподіляються вигоди в суспільстві. Наявність чітких відповідей на ці питання допоможе домогтися визнання в суспільстві.

Проте, ця нова стратегія має безліч екологічних і економічних переваг, і тому заслуговує на серйозного розгляду.

«Дуже важливо пояснити, що ми могли б мати безпрограшну стратегію зміни клімату з використанням біоінженерії для модифікації і проектування рослин, видаляють вуглець, при цьому забезпечуючи високу врожайність для пом’якшення пов’язаної з кліматом нестачі продовольства і стимулювання економіки», — підсумовує професор Деліз.