Превращение растений в биологические фабрики
Генетические манипуляции прошли долгий путь.
Люди использовали генетические манипуляции на протяжении тысячелетий, задолго до того, как мы начали работать в лабораторных халатах. От милых собачек до съедобных фруктов, селекционное скрещивание издавна используется для выращивания растений и животных высокой ценности.
В наши дни ученые проводят более точные генетические манипуляции в лабораториях. Но результаты не всегда были идеальными. До недавнего времени, генетическая модификация может быть немного неуклюжим, создавая организмы, которые могут процветать в лаборатории, но не в реальных условиях.
В будние дни. Отписаться можно одним щелчком мыши.
Взяв под контроль
Профессор Райан Листер из Университета Западной Австралии написал в соавторстве статье о том, как растения могут быть лучше спроектированы с помощью более сложного генетического редактирования.
«У организмов есть сложные программы, которые контролируют, когда, где и в какой степени включаются или выключаются гены», — говорит Райан.
«Мы хотим генетически модифицировать растения со сложностью, равной тому, что естественная эволюция добился».
Эти сложные программы управления, возникшие естественным путем, позволяют заводу реагировать на окружающую среду. Например, у растения может естественным образом развиться ген, который «включается» только в условиях высокой температуры. Если вы сможете определить естественную программу генетического контроля, которая вызывает включение этого гена, вы сможете воссоздать эту программу контроля в другой части растения. В этом примере это означает, что вы можете спроектировать растение, которое будет реагировать на тепло очень специфическим образом.
Защита от климата
Освоение этого уровня генетическая манипуляция может дать исследователям больший контроль над экономической отдачей растений. Это могло бы превратить их в точно настроенные биологические фабрики, которые эффективно создают ценные молекулы или улучшают их реакцию на суровые внешние воздействия, такие как вредители и изменение климата.
Область применения этого исследования широка. В Австралии это может изменить правила игры. сельскохозяйственный сектор, который становится все более уязвимым к суровым условиям окружающей среды.
«Когда погода становится непредсказуемой, это вызывает дестабилизацию установленных систем», — говорит Райан.
Таким образом, климатоустойчивые растения, вероятно, были очевидным применением результатов исследований.
Как насчет выращивания растений в космосе? Может ли исследование Райана помочь нам в этом?
Космические семена
Райан является частью мультиуниверситета исследовательский проект называется Центром передового опыта Австралийского исследовательского совета в области растений для космоса. В рамках проекта будет исследовано, как спроектировать растения, которые процветают во внеземной среде.
«Поскольку люди распространились по миру за последние много тысяч лет, мы взяли с собой растения. Растения лежат в основе нашей цивилизации и обогащают нашу жизнь и наше здоровье», — говорит Райан.
«Не говоря уже о том, что это невероятно эффективные и универсальные машины, которые могут создавать огромное разнообразие молекул и материалов».
Если бы мы основали колонии на Луне или Марсе, было бы трудно доставить машины для производства лекарств или других материалов. Но если мы можем спроектировать растения для производства определенных молекул по запросу, все, что нам нужно, — это семена для выращивания этих растений.
Вернуться на землю
Вернувшись на Землю, исследования Райана можно применить и к другим вещам, таким как вертикальное земледелие. Инновационная сельскохозяйственная практика основана на строгом контроле воздействия окружающей среды.
«Когда мы выращиваем растения в эффективно контролируемой среде в помещении, мы можем добиться очень высокого роста и продуктивности при очень низком потреблении питательных веществ и воды», — говорит Райан.
«Но это совершенно другая среда, чем та, в которой развивались растения, и у них есть свои проблемы. Мы стремимся преодолеть их, чтобы добиться еще большей производительности и универсальности».
«Сельское хозяйство в помещении может решить проблемы транспортировки свежие продукты от отдаленных ферм, где они обычно производятся, до основных точек спроса и потребления. А для некоторых стран с ограниченными земельными ресурсами это может стать настоящим благом для преодоления проблем продовольственного суверенитета».
Прежде чем выращивать генетически модифицированные растения на Марсе, нужно предпринять много шагов. Но, как знает каждый, кто немного занимался садоводством, из мелочей вырастают большие дела.
Предоставлено Частица
