实现CRISPR-Cas技术来缓解气候变化的潜力

为什么需要紧急行动

人类面临的最大挑战之一是如何养活不断增长的世界人口,同时最小化对环境的影响。根据联合国,我们可能需要提供额外的30亿人到2100年的食物。当前的土地利用模式,包括森林和湿地的破坏,增加农业生产 23% 在所有人类活动造成的温室气体排放,并至少 三分之一的年度全球粮食产量都被浪费了 ,包括损失由于疾病和昆虫。

随着气候变化,我们迫切需要工程师的植物可以承受严酷的气候条件和接触新的害虫和疾病。基因组编辑使用CRISPR技术可能是一个关键的方法来提高农业生产。 它已经被使用增加食品的蛋白质含量,增强抗病性并延长保质期的水果和蔬菜。树也有可能大大加快育种项目,把想要的基因改变。

现在,科学家们正在利用CRISPR开发微生物提高土壤的营养成分和改变气体吸收和排放,这样特定的文化排放更少的甲烷或吸收更多的公司₂。同时,CRISPR也被用于基础研究建立图书馆的植物突变在未来这可能有用。

使用CRISPR技术来对抗气候变化

教授VirginijusŠikšnyschief科学家和protein-DNA交互的部门主管维尔纽斯大学生物技术研究所是第一个人来演示可编程DNA Cas9乳沟的蛋白质。他的工作导致的波罗的海国家立陶宛变成CRISPR研究的一个热点。他也是开拓基因组编辑适用于环境科学的研究。技术的潜力大,但公众观念的转变是必要的。莫妮卡Paulė,立陶宛生物技术协会董事会成员是Šikšnys一起工作努力。

缓和最近LifeSciencesBaltics会议,Paulė呼吁采取行动:“应对气候危机,我们需要确保世界上每个地区可以在本地生产足够的食物。这是一个可靠的方法来降低环境成本的运输和同时对抗世界饥饿。CRISPR,我们可以减少粮食和农业对环境的影响在所有的领域——温室气体最大的问题,土地使用,淡水使用和生物多样性,”她说。

根据Paulė,植物基因组编辑可以提高植物的抗性,对热敏感,干旱和跳跃。同样的技术也可以提高抗病能力,提高植物的生产力,使农民 得到更多的收益来自同一块土地 。基因组编辑还用于改善营养的保留在植物和从土壤中吸收养分的能力。这 减少依赖 在合成肥料,减少生产过程中的污染排放,使更多的生态生产市场。

“CRISPR-Cas也可以帮助扭转所带来的损害 温度变化 和天气条件。随着地球温度上升, 我们容易失去原生植物物种 ;例如,某些类型的用于传统的酿酒葡萄。CRISPR,我们可以让那些物种适应。此外,我们还可以带回的植物类型已经丢失,“Paulė说。

一个重要的应用技术是减少食物浪费:“全球45%的食物浪费,每年生产数十亿吨的碳排放。目前,生产商保持水果和蔬菜的新鲜,让他们1环丙烷、杀真菌剂和冷却产生,它是一个耗能过高的保护方法。CRISPR,我们可以扩展我们农业生产的货架寿命,确保他们从病原体和适应植物与自然防御机制,”Paulė补充说。

克服障碍普遍实现

大部分的项目致力于CRISPR应用在农业发展阶段。“这是高度激励科学家和学术界正在实施一个项目的重要组成部分 与企业密切合作。然而,有CRISPR法律挑战。而美国支持基因编辑,在欧洲国家监管不区分基因修改和编辑,治疗gene-edited生产转基因生物。这导致负面的公众情绪,误导人们认为CRISPR一样有争议的基因改造,”Paulė说。

她强调,“CRISPR技术正在迅速改善,但科学是不容易加速。为突破发生前,CRISPR研究需要更多的资金、更多的合作。COVID-19显示,结果可能是实现快速当一场完美风暴,当科学家是开放和分享他们的发现,投资者认为在解决方案的必要性,和政府强烈支持计划。增加资金和公众舆论的变化,CRISPR潜力巨大帮助人类和地球。”

生命科学专家参与波罗的小组同意PaulėCRISPR将扮演重要的角色在未来的医学和农业。他们把它比作克隆30年前,补充说CRISPR民主化科学通过基因编辑工具可用的所有人员。这种可能性似乎endlesshowever公众观念的转变仍然是必要的。这似乎是发生在年轻人,甚至农民自己,但公共教育需要在每一个科学家的议程,专家组总结道。