Prawda

Czwartek, 22 lutego 2024 - 06:01

« Poprzedni Następny »


Używanie roślin jako biofrabryk


Steven Novella 2023-04-14


Kiedy się nad tym zastanowić, rośliny są samoreprodukującymi się biologicznymi fabrykami zasilanymi energią słoneczną. Zasilane są słońcem, pobierają surowce z powietrza i gleby oraz wytwarzają wszelkiego rodzaju użyteczne cząsteczki. Przeważnie używamy ich do wytwarzania jadalnych cząsteczek (żywności), ale także do produkcji tekstyliów, paliw i leków. Ich wykorzystanie do produkcji biopaliw jest nadal kontrowersyjne ze względu na koszty i problemy. Czy możemy poświęcić wystarczająco dużo ziemi na wyhodowanie wystarczającej ilości surowców dla biopaliw? Tak czy inaczej rośliny są nieodzowną metodą produkcji.

Może to stać się jeszcze bardziej powszechne w miarę postępu naszej technologii bioinżynieryjnej. Niedawne badanieTunable control of insect pheromone biosynthesis in Nicotiana benthamiana [Regulowana kontrola biosyntezy feromonów owadów w Nicotiana benthamiana] – pokazuje jak potężna staje się ta technologia. 

 

Tu mamy jedno konkretne zastosowanie, wytwarzanie feromonów, nie jest jednak całą historią. To tylko jedna z możliwości. Przyjrzyjmy się, co zrobili naukowcy.


Celem badania było zmodyfikowanie gatunku rośliny tytoniu, by wytwarzała feromony żeńskich ciem. Rośliny tytoniu są często wykorzystywane w tych badaniach, ponieważ jest to organizm „modelowy”, o którym wiemy bardzo dużo, w tym znamy pełen genom wielu odmian. (Istnieje również wiele innych powodów – krótki cykl wzrostu wynoszący 3 miesiące, dobry do hodowli tkankowych, dający wiele nasion z krzyżówki itp.) Zainteresowanie feromonami ćmy wiąże się z ich potencjalnym zastosowaniem do zwalczania szkodników. Pomysł polega na replikacji feromonów, które uwalniają samice ćmy określonego gatunku, by przyciągnąć samce. Przyciągnie to wszystkie miejscowe samce i odwróci ich uwagę od samic, co znacznie ograniczy reprodukcję i populację szkodników. Może to być potencjalnie znakomita forma zwalczania szkodników, która nie obejmuje stosowania pestycydów do samych roślin.

 

Feromony mogą być trudne do wytworzenia w normalnych procesach chemicznych. Cząsteczki są złożone i często są uwalniane jako kombinacja cząsteczek w określonych proporcjach, które są unikalne dla każdego gatunku. Bioinżynieria rośliny takiej jak tytoń w celu masowej produkcji feromonów w odpowiednich proporcjach może sprawić, że ich zastosowanie w rolnictwie stanie się bardziej prawdopodobne i opłacalne. Przemysł rolniczy jest ogromny, a marże zysku są bardzo niskie, dlatego każde (nawet niewielkie) obniżenie kosztów ma duży wpływ.

 

Naukowcy wykazali, że mogą wprowadzić transgeny feromonów ćmy do tej odmiany tytoniu, a rośliny zaczną wytwarzać pożądane feromony. Ale to nic nowego. Nieco nowszą częścią jest to, że byli w stanie wykazać wysoki poziom regulowanej kontroli ekspresji tych genów. W przypadku bioinżynierii nie wystarczy po prostu wstawić obcy gen, by rozpocząć wytwarzanie jego białka. Musisz także wstawić elementy regulacyjne – fragmenty DNA, które włączają i wyłączają gen. Kontrolowanie ekspresji genów ma kluczowe znaczenie z kilku powodów.

 

Po pierwsze, naukowcy chcieli mieć możliwość wprowadzenia kilku genów feromonów do tej samej rośliny i kontrolowania ilości każdego feromonu wytwarzanego przez roślinę. Ma to na celu uzyskanie proporcji właściwej dla docelowego gatunku ćmy. Wymaga to wysokiego poziomu zrozumienia, jak działa regulacyjne DNA i jak dokładnie je kontrolować.

 

Po drugie, musieli dostosować ogólną ilość produkowanych feromonów w porównaniu do wszystkich innych genów w roślinie. Odkryli, że kiedy podkręcili ekspresję genu feromonu zbyt wysoko, zahamowało to wzrost rośliny, ponieważ nie wytwarzała ona wystarczającej ilości białek potrzebnych do wzrostu i rozwoju. Zbyt wiele energii i maszynerii było kierowane na wytwarzanie feromonów. Zmniejszyło to produkcję netto feromonów poprzez zmniejszenie całej biofabryki. Dlatego musieli znaleźć punkt centralny – maksymalną ilość feromonów, które rośliny mogą wytworzyć bez zahamowania ich wzrostu, żeby zmaksymalizować wydajność netto. To również wymaga możliwości precyzyjnej kontroli ekspresji genów.

 

To więc znaleźli:

 

Pokazujemy, że miedź może być stosowana jako tania cząsteczka do ściśle regulowanej indukowalnej ekspresji. Ponadto pokazujemy, w jaki sposób architektura konstruktu wpływa na względną ekspresję genów, a w konsekwencji na wydajność produktu w konstruktach wielogenowych. Porównujemy szereg syntetycznych ortogonalnych elementów regulatorowych i demonstrujemy maksymalne wydajności z konstruktów, w których ekspresja odbywa się za pośrednictwem syntetycznych aktywatorów transkrypcji opartych na dCas9.


Tu warto zwrócić uwagę na dwie rzeczy. Po pierwsze, byli w stanie wykorzystać miedź (która jest już stosowana jako pestycyd i jest bezpieczna i opłacalna w rolnictwie) jako zewnętrzny wyzwalacz ekspresji genów – tak zwana ekspresja indukowalna. Dlatego nie tylko kontrolują ekspresję poprzez same zmiany genetyczne, ale są w stanie wywołać ekspresję z zewnątrz i kontrolować czas produkcji. Po drugie, odkryli, że architektura łączenia wielu genów wpływa na ich ekspresję.

 

W wyniku tych mechanizmów kontrolnych byli w stanie zmaksymalizować wydajność feromonów. Ta konkretna aplikacja jest obiecująca, ale musi zostać przetestowana w terenie. Muszą faktycznie wytworzyć i oczyścić feromony i rozmieścić je na polu, aby przetestować ich skuteczność.

 

Ale ważniejsza niż ta jedna aplikacja jest podstawowa technologia. Choć przyrostowo, ilustruje to ważny postęp w naszej zdolności rozumienia i kontrolowania ekspresji genów dla złożonych cząsteczek w roślinach. Może to dodać do opcji bioinżynierii, które już mamy do wytwarzania rzeczy takich jak insulina. Możemy opracować bakterie lub drożdże, hodować je w dużych kadziach i kazać im wypompowywać leki, które w przeciwnym razie są trudne do syntezy lub muszą być pozyskiwane od zwierząt. Możemy to również zrobić w fabrykach, ale dodanie regulowanej kontroli zwiększa moc i użyteczność tej technologii.

 

Nie uważam, że jakakolwiek forma tej technologii jest z natury lepsza. Każda z nich zostanie wykorzystana do celów, do których najlepiej się nadaje. Jednak dobrze jest mieć więcej opcji. Rośliny mogą być lepsze w wytwarzaniu pewnych rodzajów cząsteczek niż drożdże lub bakterie.

 

Wyobraź sobie, że przestawienie (przynajmniej częściowo) ogromnych farm tytoniowych na świecie z wytwarzania szkodliwego produktu, który zabija ludzi, na leki i produkty przydatne w rolnictwie. To nie jest naciągane. Liczy się wartość tych roślin jako upraw dochodowych. Jeśli rośliny tytoniu wytwarzające feromony będą bardziej wartościowe na rynku niż tytoń używany do wyrobów tytoniowych, rolnicy będą mieli motywację do przestawienia się. Być może warto byłoby znaleźć bioinżynieryjne zastosowania komercyjne dla roślin koki.

 

Using Plants as Biofactories

NeuroLogica Blog, 11 kwietnia 2023

Tłumaczenie; Małgorzata Koraszewska

*Steven Novella 

Neurolog, wykładowca na Yale University School of Medicine. Przewodniczący i współzałożyciel New England Skeptical Society. Twórca popularnych (cotygodniowych) podkastów o nauce The Skeptics’ Guide to the Universe. Jest również dyrektorem Science-Based Medicine będącej częścią James Randi Educational Foundation (JREF), członek Committee for Skeptical Inquiry (CSI) oraz członek założyciel Institute for Science in Medicine. Prowadzi blog Neurologica.


Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1461 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Ryjący w ziemi przedsiębiorcy   Tonhasca Júnior   2024-02-15
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Wejdź, powiedziała, dam ci schronienie przed burzą   Tonhasca Júnior   2024-01-15
Czy ludzie wyewoluowali w wodzie?   Coyne   2024-01-08
Jak upadają wielcy   Tonhasca Júnior   2024-01-04
Oczy reniferów zmieniają kolor, żeby łatwiej im było dostrzec jadalne porosty   Coyne   2023-12-30
Życzliwi przestępcy   Tonhasca Júnior   2023-12-28
Conor Friedesdorf (i Alexander Barvinok) o ideologicznym przymusie na amerykańskich uczelniach   Coyne   2023-12-26
Zdumiewający manipulatorzy   Tonhasca Júnior   2023-12-25
Nie gryzie się ręki, która cię zapyla   Tonhasca Júnior   2023-10-19
Rewolucja komunikacyjna   Hannam   2023-10-18
BBC szerzy propagandę rolnictwa organicznego, a biedni na świecie cierpią   i Kathleen Hefferon   2023-10-13
Niezwykły przypadek koewolucji i specyficzności zapylacz/storczyk   Coyne   2023-10-07
Płeć męska lub żeńska: nie ma nic pomiędzy   Elliot   2023-10-03
Myślenie intuicyjne i analityczne   Novella   2023-09-29
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
Jak (i dlaczego) ośmiornica edytuje swój RNA   Lewis   2023-09-23
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
Do jakiego stopnia pary mają wspólne cechy?   Novella   2023-09-14
Kenia daje zielone światło 58 projektom GMO – naukowcy na całym świecie kontynuują badania w dziedzinie biotechnologii, mimo procesów sądowych i dezinformacji   Ombogo   2023-09-08
Lancet atakuje anty-przebudzenie, a czytelnik odpowiada   Coyne   2023-08-24
Więcej wyrafinowanej teologii: uczony religijny zastanawia się, czy neandertalczycy mieli nieśmiertelne dusze   Coyne   2023-08-16
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Mało znana strona ryjkowców   Tonhasca Júnior   2023-08-11
Dlaczego nie można być osobą transrasową?   Coyne   2023-08-10
Walka z malarią za pomocą inżynierii genetycznej   Novella   2023-08-08
Jak restrykcje Unii Europejskiej podsycały głosy przeciwko GMO, jak również głód na globalnym Południu, a zwłaszcza w Afryce   Oria   2023-08-02
Nieznośni mali pomocnicy   Tonhasca Junior   2023-07-29
Macedońskie skarby   Tonhasca Júnior   2023-07-26
GMO i motyle   Novella   2023-07-25
Narzucanie ideologii naturze: Kew Garden celebruje „rośliny queer”   Coyne   2023-07-24
Smak miesiąca   Tonhasca Júnior   2023-07-20
Kłopoty na wylocie   Szczęsny   2023-07-18
Ideologiczne podważanie biologii   i Luana S. Maroja   2023-07-17
Role mężczyzn i kobiet w polowaniu, raz jeszcze   Coyne   2023-07-15
David Hillis o specjacji   Coyne   2023-07-13
Niechętni dawcy i pracowici biorcy   Tonhasca Júnior   2023-07-08
Grube problemy z jelitem   Szczęsny   2023-07-07
Badaczka z Leakey Foundation twierdzi, że kości orangutanów mówią nam, że biologiczna płeć jest spektrum, a nie binarna   Coyne   2023-06-30
Przez dziurkę od klucza   Szczęsny   2023-06-24
Nowa (nie podparta żadnymi dowodami) hipoteza, która eliminuje role płciowe w społecznościach łowców-zbieraczy   Coyne   2023-06-22
Błędne wyobrażenia o ewolucji   Coyne   2023-06-16
Influencerzy z podziemia   Tonhasca Júnior   2023-06-13
Jak wyewoluowało ubarwienie ostrzegawcze?   Coyne   2023-06-12
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
Kolczasty problem   Tonhasca Júnior   2023-06-06
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Błędna krytyka genetycznych testów na pochodzenie   Coyne   2023-06-02
Zdatny do lotu   Tonhasca Júnior   2023-06-01
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
Główny problem w filogenezie zwierząt wydaje się być rozwiązany   Coyne   2023-05-26
Americana   Tonhasca Júnior   2023-05-24
Czy uprawa jabłek odzwierciedla bigoterię?   Coyne   2023-05-18
Kenia: Musimy zająć się brakiem bezpieczeństwa żywnościowego, ale najpierw musimy położyć kres dezinformacji na temat upraw modyfikowanych genetycznie   Oria   2023-05-16
Czytanie myśli z fMRI i AI   Novella   2023-05-05
Jest lepiej niż myślisz   Lomborg   2023-05-03
Dwudziestu dziewięciunaukowców publikuje artykuł w obronie merytorycznych podstaw w nauce     2023-05-01
Niewygodna historia   Ferguson   2023-04-28
Biologia rezygnacji z działania: kiedy kontynuować, a kiedy spasować   Coyne   2023-04-26
Porywacze ciał   Tonhasca Júnior   2023-04-25
Porażka jest kluczowym składnikiem innowacji   Ridley   2023-04-22
Używanie roślin jako biofrabryk   Novella   2023-04-14
Dawno zmarli przemawiają do nas   Tonhasca Júnior   2023-04-12
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Uganda: aktywiści przeciwni biotechnologii szerzą dezinformację   Wetaya   2023-04-05
Anglia pozwala na uprawy poddane edycji genów   Novella   2023-04-03
Recenzja z książki  Can “The Whole World” Be Wrong?   Rose   2023-04-01
Psychologia ewolucyjna dla początkujących   Coyne   2023-03-27
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
Gigantyczna armia małych zabójców   Tonhasca Júnior   2023-03-22
Colin Wright broni binarności płci u zwierząt   Coyne   2023-03-15
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Zmienić język w ekologii i biologii ewolucyjnej! Przykład anemii sierpowatej   Coyne   2023-03-13
Wzrost liczby nieobecnych ojców i towarzyszące temu społeczne problemy   Geary   2023-03-11
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Dezinformacja o GMO: Kenijczykom będzie trudno podejmować racjonalne decyzje i to może kosztować życie   Mykonyo   2023-02-24
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
ChatGPT niemal zdaje lekarski egzamin końcowy   Novella   2023-02-21
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
Postmodernizm obnażony   Dawkins   2023-02-14
Powody naszych wierzeń. Jak i dlaczego irracjonalność trzyma nas w swoich szponach i jak możemy z tym walczyć?   Pinker   2023-02-13
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
W nowej książce jest słuszna krytyka idei, że są lepsze i gorsze gatunki, ale jest także błędne twierdzenie, że gatunki nie są realne   Coyne   2023-02-06
Kolczatki wydmuchują bąbelki śluzu z nosa, żeby się ochłodzić   Coyne   2023-02-02
Mali i zręczni influencerzy   Tonhasca Júnior   2023-01-31
Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść   Coyne   2023-01-23
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Bąkojady czyszczą nosorożce   Coyne   2023-01-18
Mózg używa geometrii hiperbolicznej   Novella   2023-01-16
O wspaniały nowy świecie   Tonhasca Júnior   2023-01-12
Ciepło zabija. Zimno zabija wielu więcej   Jacoby   2023-01-09
Po co badać przestrzeń kosmiczną?   Jacoby   2023-01-04
Rdzenni Amerykanie żądają doczesnych resztek pumy z Griffith Park   Coyne   2023-01-03
Świetny artykuł o epigenetyce   Coyne   2022-12-30
Śmiało podążaj tam, gdzie nie dotarł jeszcze żaden owad   Tonhasca Júnior   2022-12-28
Rzecz o splątaniu nauki i wiary   Koraszewski   2022-12-26
Pradawny ekosystem zrekonstruowany przy użyciu skamieniałego DNA   Coyne   2022-12-19
Rozważania heretyckiego mediewisty o historii, wartościach i zdumiewającej głupocie   Landes   2022-12-16
Ewolucyjne ślepe zaułki i lepkie urządzenia: botanik Darwin   Tonhasca Júnior   2022-12-14
Ewolucja nie idzie prostą drogą   Novella   2022-12-08

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk