Prawda

Poniedziałek, 29 kwietnia 2024 - 21:32

« 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 1475 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
„New Yorker” pisze o hoacynie, sugeruje, że koncepcja Darwina drzew ewolucyjnych może być urojeniem   Coyne   2022-07-25
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
“Daily Beast” wypacza epigenetykę oszukańczymi twierdzeniami, że dzieci mogą “odziedziczyć wspomnienia Holocaustu”   Coyne   2017-10-05
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
“Odwrócenie specjacji” (fuzja gatunków) u kruków   Coyne   2018-03-16
“Partenogenetyczny” rak rozmnaża się bez seksu: czy to jest nowy gatunek?   Coyne   2018-02-17
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
“Scientific American” poświęca się polityce, a nie nauce; odmawia publikowania krytycznych analiz swoich fałszywych lub wprowadzających w błąd twierdzeń   Coyne   2022-09-01
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
10 twierdzeń działaczy walczących w Afryce z GMO o tym, dlaczego postępy w biotechnologii upraw powinny zostać odrzucone – i dlaczego są one błędne   Maina   2022-11-17
100 milionów lat ozdabiania się śmieciami   Yong   2016-07-05
12 podstawowych punktów biologii ewolucyjnej   Cobb   2016-03-02
Pseudonauka Masaru Emoto   Novella   2017-12-18
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?   Coyne   2021-02-08
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji   Ridley   2013-12-18
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Klasyczna historia skorygowana: porosty to grzyby + glony + drożdże (inne grzyby)   Coyne   2016-08-05
Homo floresiensis, hominin “hobbit”, w Internecie   Coyne   2016-11-25
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
„ Całujące się” koralowce złapane in flagranti   Yong   2016-07-28
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
A jednak chorują na raka    Łopatniuk   2016-02-13
Czyste okrucieństwo cięć w pomocy żywnościowej   Lomborg   2017-08-07
Dalszy spadek zgonów z powodu raka   Novella   2019-02-04
Dlaczego mamy alergie?   Zimmer   2016-01-28
Dlaczego sądy nie powinny rozstrzygać o nauce     2018-12-13
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się   Ridley   2014-05-04
Dlaczego zwierzęta są urocze?   Coyne   2014-12-30
Dziennik z Mozambiku: Demony w kurzu   Naskręcki   2018-03-30
Dziwaczne, wysysające krew czerwie jurajskie   Cobb   2014-06-28
Ewolucja, ptaki i kwiaty   Coyne   2014-06-02
Gigantyczne “paleonory” wykopane przez wymarłe ssaki   Coyne   2017-06-29
Grupy anty-GMO przegrywają sprawę sądową w Nigerii    i Nkechi Isaak   2022-07-30
Jak karakara wygrywa z osami   Cobb   2013-12-29
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Komisja Europejska ukrywa naukę o pszczołach   Ridley   2017-05-03
Malaria pachnąca cytryną    Zimmer   2015-04-07
Małpo ty moja   Koraszewski   2015-04-17
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Minęło 40 lat od wydania „Samolubnego genu” – śmiała książka Richarda Dawkinsa ostała się próbie czasu   Ridley   2016-02-17
Niezwykły pasikonik szklany   Naskręcki   2014-05-27
Nowe badanie wskazuje na jednego oszusta   Coyne   2016-08-18
Nowy i dziwaczny rodzaj mimikry: nasiona rośliny naśladują kształt i zapach odchodów zwierzęcych, by ułatwić roznoszenie ich przez żuki gnojowe   Coyne   2015-10-20
O porażkach wolności i lęku przed nauką   Dennett   2016-05-20
O rzeczywistości rasy i odrazie do rasizmu    i Brian Boutwell   2017-09-04
Obniżenie poprzeczki dla tradycyjnej medycyny chińskiej dla ideologii i zysku     2017-12-29
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Osobisty mikrobiom w cyfrach   Zimmer   2014-08-14
Ostrogony nie są naprawdę “żywymi skamieniałościami”    Coyne   2015-07-29
Palestyńska intersekcjonalność z nazistami   Frantzman   2017-07-08
Pochwała ignorancji, czyli wiem, że nie wiem   Cullen   2017-01-11
Przykre niespodzianki, czyli czerniak i siwizna   Łopatniuk   2015-08-01
Przypuszczalnie złamana kość    Coyne   2015-06-04
Rozum i Wiara IICzyli takie sobie rozmowy o religijnych „prawdach” i problemach z nimi związanych.   Ferus   2015-11-22
Ryba z biodrami   Mayer   2016-03-30
Siedem narzędzi myślenia   Dennett   2014-11-19
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska   Young   2014-01-02
Tako rzecze antyszczepionkowa “wojowniczka mama”, Brittney Kara: jeśli szczepionki są tak wspaniałe, to dlaczego nie wspomina ich Biblia?     2018-04-26
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
Wielkoskrzydłe   Naskręcki   2014-04-02
Wierzący nagradzani za życia   Coyne   2014-12-21
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Świetna ewolucyjna innowacjaktóra okazała się zgubna   Yong   2015-12-10
Dlaczego odmawiamy dostrzegania jaśniejszej strony, choć powinniśmy   Pinker   2018-04-17
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Po prostu nie mogę się doczekać, aby znów wyruszyć w trasę   Tonhasca Júnior   2022-10-27
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
A co to takie włochate?   Łopatniuk   2016-04-02
A genomy ciągle kurczą się…   Zimmer   2016-11-22
A teraz dobre wiadomości: Sprawy naprawdę idą w dobrym kierunku   Pinker   2015-11-24
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
A.N. Wilson znowu kopie Darwina, tym razem w “Times”   Coyne   2017-09-07
Adam i Ewa: dwoje, czy więcej niż dwoje przodków?   Coyne   2017-01-07
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Akademicki skandal: troje badaczy umyślnie publikowało fałszywe artykuły o „badaniach żałości”, by pokazać fatalne standardy akademickie w naukach społecznych   Coyne   2018-10-12
Akcja afirmatywna w wieloetnicznym narodzie   Hyams   2020-07-17
Aktywacja telomerazy mogłaby prowadzić do leczenia samej starości   Ridley   2015-10-27
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Aktywność umysłowa nie zapobiega osłabieniu umysłowej sprawności   Novella   2018-12-15
Akupunktura jadu pszczelego: śmiercionośne znachorstwo, które może zabić     2018-04-23
Akupunktura kontra nauka, wersja lingwistyczna     2017-06-01
Akupunktura kwantowa   Novella   2019-04-23

« 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