Биоинженериядағы жетістіктер өсімдіктермен кез келген нәрсені жасауға теориялық тұрғыдан мүмкіндік берді. Шын мәнінде, бүгінгі таңда бізде бар көптеген өсімдіктер бұрынғы түрлерінен танымастай өзгерді. Бастапқыда сәбіздің тамыры ақ, жіңішке болды; шабдалы тұзды және шиедей болды; қарбыз кішкентай және ащы болды; ал баклажан жұмыртқаға ұқсайтын. .
Біздің әлеміміз – немесе кем дегенде супермаркеттеріміз бен бақшаларымыз – генетикалық модификациясыз басқаша көрінер еді. Дегенмен, ГМ дақылдарының да айтарлықтай кемшіліктері бар, және олар бізге қиын жағдайдан шығуға көмектесетін барлық уәделеріне қарамастан, олардың бізге қалай көбірек пайда әкелетіні анық.
Дегенмен, міне, адамдар жалғыз қалдырмайтын ең өнертабыспен жасалған және батыл тәсілдердің кейбірі.
10. Ауаны өте тазартатын потос
Ауаны тазартуға біздің әдеттегі тәсіліміз, яғни отынды көп тұтынатын электрлік ауа тазартқыштарды пайдалану, мәселені одан сайын ушықтыра түседі. Балама нұсқа ұсыну үшін француздық Neoplants компаниясы ауадағы ластаушы заттарды өңдеу үшін потос (шайтан шырмауығы) өсімдігінің тамырына дейін генетикалық түрлендірді. Олар оны Neo P1 деп атайды және ол «30 өсімдікке дейін ауаны тазарту жұмысын жасай алады».
Өсімдіктер ұшпа органикалық қосылыстарды (ҰОҚ) сіңіруде және метаболиздеуде табиғи түрде жақсы, бірақ Neo P1, әсіресе бензол, этиленгликоль, формальдегид және толуол сияқты үй ішіндегі ҰОҚ-ларға қарсы жақсы нәтиже көрсету үшін жасалған. Ештеңе босқа кетпейді; қосылыстар ыдырап, Neo P1 өсуі үшін қажет суға, қантқа және аминқышқылдарына, сондай-ақ ауаға бөлінетін оттегіге айналады. Оның тиімділігін арттыру үшін өсімдіктің тамырларында экстремофилді бактериялардың (токсиндермен қоректену арқылы қолайсыз ортада өмір сүру үшін эволюцияланған бактериялар) гендер де бар.
Алғашқы зауытының атауынан көрініп тұрғандай, Neoplants болашақта ауаны тазартатын өсімдіктерді көбірек жасауға үміттенеді. Олар сондай-ақ өз жұмыстарын климаттың өзгеруіне қарсы күресте маңызды деп санайды.
9. Азот бекітетін дақылдар
Дұрыс па, бұрыс па, біз тағамдық ақуызға қатты мән береміз. Ал бұршақ тұқымдастар (бұршақ, бұршақ, жержаңғақ) ең жақсы өсімдік көздерінің бірі болып табылады – олардың құрамындағы ақуыздың мөлшері ғана емес, сонымен қатар оны қалай өндіретіндігіне байланысты.
Ақуызға азот қажет, оның биожетімділігі (яғни, организмдердің пайдалануына арналған қор) шектеулі, сондықтан ол тыңайтқыштарға қосылады. Дегенмен, көптеген өсімдіктерден айырмашылығы, бұршақ тұқымдастар оны тікелей ауадан жинайды. Бұл «азотты бекіту» деп аталады. Басқа негізгі дақылдарды генетикалық тұрғыдан өзгерту қымбат, климатқа зиян келтіретін тыңайтқыштарға деген қажеттілікті жою арқылы бүкіл әлемде, әсіресе кедей елдерде ауыл шаруашылығын төңкеріске ұшыратады.
Дегенмен, сыншылар бұл көп уақытты алатынын айтады және гербицидтерге төзімді арамшөптер сияқты ГМ дақылдарымен байланысты бар мәселелерді көрсетеді. Және, әрине, жаһандық кедейлікпен күресудің басқа да тікелей жолдары бар.
8. Кокаин темекі
Бұл жанама түрде жағдайды өзгертеді. Жергілікті дилеріңізден жылтыр ақ темекінің жаңа арнайы брендін ұсынады деп күтпеңіз. Зерттеушілер генетикалық түрлендірілген кокаин өсімдіктеріне оның пестицид ретіндегі эволюциясын және оның медициналық қолданылуын зерттеу үшін қызығушылық танытты.
Кока өсімдіктерінде кокаин өндірісі ұзақ уақыт бойы жұмбақ күйінде қалып келді, бұл ішінара зертханада кокаин өсірудің көп еңбекті қажет ететіндігіне байланысты. Қытай ғалымдары әзірлеген шешім темекі өсімдігінің геномындағы кокаин өндірісінің биохимиялық жолын генетикалық тұрғыдан қайта құру болды. Олар темекі өсімдігімен тізбектегі кейбір буындарды анықтау үшін қалдырды, нәтижесінде темекі жапырақтарында кокаин бар екені анықталды. Есірткіні ашудың салдары маңызды.
Зерттеушілердің айтуынша, өндірілген кокаин мөлшері оны қара нарықтағы тиімді операцияға айналдыру үшін жеткіліксіз болған, және бұл процесс, кез келген жағдайда, қарапайым жасырын есірткі зертханасы үшін тым техникалық. Дегенмен, зерттеушілердің өздері темекі фабрикасының өнімділігін арттыруға үміттеніп, осыған байланысты жұмыс істеп жатыр.
7. Шаян уы қосылған қырыққабат
Генетикалық модификация және пестицидтер - адамдардың түр ретінде қосатын ең улы екі үлесі. Ендеше, неге оларды біріктірмеске? Біз келтірген зиянды бекіту мақсатында ғалымдар өлімге әкелетін шаяндардың құйрығынан у генін алып, оны тек жәндіктерді өлтіретіндей етіп жасап, қырыққабатқа енгізді. Не дұрыс болмауы мүмкін?
Алғашқы сынақтар адамдарға уыттылықтың жоқтығын растағанымен, бұл тұжырымдама көптеген мәселелерге толы. Біріншіден, зерттеу in vivo сау адам жасушаларын емес, адамның сүт безі қатерлі ісігінің жасушаларын in vitro тексерді. Сонымен қатар, қырыққабаттың өзі зақымдалуы мүмкін. Генетикалық модификация өзгермеген үлгілерді ластап, сыртқа шығуы мүмкін. Ал, қолданыстағы пестицидтер сияқты, бұл бүкіл экожүйелерді тұрақсыздандыруы мүмкін.
Дегенмен, АҚШ Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) ГМО-ны мақұлдаған кезде, тіпті олар ешқандай пайда әкелмесе де, мұндай мәселелерді елемей келеді. Бұл жағдайда улы қырыққабаттың пестицидтік әсері оны жейтін жәндіктерге байланысты болғандықтан, фермерлер жәндіктерді аулақ ұстау үшін пестицид спрейлерін де қолдануы мүмкін. Басқаша айтқанда, тұтынушылар екі есе көп токсиндерге ұшырайды.
6. Емен эндоспорасы
Ғалымдардың пікірінше, емен ағаштары төзімсіз тиімсіз. Олар тамыр жайғаннан әлдеқайда көп жаңғақ өсіріп қана қоймай, сонымен қатар әр күзде жапырақтарын төгіп, миллиондаған жасушаларды ысырап етеді. Егер бұл жасушалар жерде шіріп кетпей, әрқайсысы өз көзін клондай алатын желмен таралған миллиондаған спораларға айналса ше? Бұл жоғары эволюциялық стратегия болар еді және, шамасы, «споралармен де, тұқымдармен де көбеюге тыйым салатын... биологиялық принцип жоқ». Ал жаңғақтардан айырмашылығы, эндоспоралар миллиондаған жылдар бойы тіршілік ету қабілетін сақтай алады. .
Бірақ тағы да, елеулі алаңдаушылық бар. Эндоспоралары бар емен ағаштары бір басқа, ал эндоспоралары бар түйін шөбі туралы не деуге болады? Егер бұл генетикалық модификация тек «пайдалы өсімдіктермен» шектелмесе (тіпті сонда да), «супер арамшөптер Жерді басып кетуі мүмкін».
Әдеттегідей, нарықта олқылықты көріп отырғанымыз, оны пайдалануымыз керек дегенді білдірмейді. Өйткені, ағаштар қазіргіден жылдамырақ «жүруге» эволюцияланса және улы газдар немесе тікенектерді пайдаланып аң аулауды үйренсе, тиімдірек болар еді. Біздің көпшілігіміз қалаған әлем бұл емес.
5. Өте пайдалы жемістер мен көкөністер
Өсімдіктердің генетикалық түрлендіріп, қоректік құндылығын арттыру жаңалық емес. Бізде ақуызға бай картоп, жүгері және күріш; омега-3 және -6-ға бай зығыр тұқымы; снапдрагондардан алынған антиоксиданттар бар қызанақтар; және сіңімді темірі көп салат бар. Сондай-ақ, кальцийдің сіңуін арттыратын сәбіз және «алтын банан» деп аталатын австралиялық жеміс бар, ол кәдімгі бананды Папуа-Жаңа Гвинеядан алынған, А провитаминіне бай апельсин сортымен будандастыру арқылы жасалған. Дегенмен, А провитаминінің төмен мөлшері әдетте адамның араласуына байланысты. Тамақтану өте маңызды. Сондықтан біз күмәнмен қараймыз.
2028 жылға қарай егіншілікте төңкеріс жасауға үміттенген ғалымдар CRISPR-Cas9 генін өңдеудің аса дәл әдісіне үміт артып отыр. Мүмкіндіктер өте көп (және күлкілі): тауық наггеттерінің дәмі бар бұршақ; картоп чипсыларының дәмі бар сәбіз; ортасында гамбургер бар картоп фри; және кішкентай жұмыртқаның өлшеміндей күнбағыс дәндері, сондықтан оларды алма сияқты жеуге болады.
Балалыққа аса мән бермейтін кейбір идеяларға етпен бірдей ақуыз мөлшері бар гипоаллергенді жержаңғақ пен жасымық жатады. Бірақ олардың барлығы, әсіресе өзіміз жасаған ластықты ескере отырып, адамдардың табиғатты қаншалықты бақылауы керектігі туралы сұрақтар туғызады.
4. Ластаушы теректер
Фиторемедиация - кейбір өсімдіктер ластаушы заттарды тазартатын процесс - олар ластаушы заттарды тамырлары арқылы тартып, зиянсыз қосалқы өнімдерге бөліп, оларды пайдаланады немесе ауаға шығарады. Бұл өсімдіктердің келтірген залалын қалпына келтіру үшін жұмыс істеуінің тағы бір жолы. Бірақ ғалымдардың айтуынша, олар мұны жеткілікті түрде жақсы жасамайды. Олар тым баяу.
Шешім терек ағаштарын генетикалық түрлендіру арқылы трихлорэтиленді (ТКЭ) тиімдірек ыдырату болды. ТКЭ - Американың ең ластанған аймақтарында кездесетін ең көп таралған жер асты суларының ластаушы заты. Фармацевтика өнеркәсібінде бұрын анестезия ретінде насихатталған ол қазір қай жерде қолданылса да, ауада, суда және топырақта ұзақ уақыт сақталатын белгілі канцероген. Ал оны көптеген тұрмыстық тазалау құралдарында үнемі қолданатындықтан, бұл мәселе тек нашарлап барады.
Соған қарамастан, генетикалық түрлендірілген фиторемедиация бойынша зерттеулер үміт күттіреді. Өзгертілмеген терек ағаштары ерітіндіден ТЦЭ-нің тек үш пайызын ғана алып тастаса, қоян бауырынан алынған қосымша ферменттермен өңделген терек ағаштары 91 пайызды алып тастады. Олар сондай-ақ жақсырақ жұмыс істеді, әдеттегідей солмай, шын мәнінде берік бола түсті. Және олар тек ТЦЭ-мен ғана емес, сонымен қатар винилхлоридпен (пластмасса жасау үшін қолданылады) және бензолмен (мұнайдан алынатын ауаны ластаушы зат) сияқты басқа да көптеген химиялық заттармен де жұмыс істей алады.
3. Бананды егу
Вакциналардың (жасанды түрде қымбаттатылған) құны үшінші әлем елдерінің оларды жиі алмайтындығына және балалардың диарея сияқты оңай алдын алуға болатын аурулардан қайтыс болуына әкеліп соқтырады. Ғалымдар ойлап тапқан бір шешім - вакциналарды геномдарына енгізу үшін дақылдарды генетикалық түрлендіру.
Алғашқы дәлелденген зерттеу арнайы жасалған картоптан алынған гепатит В антигендерін егеуқұйрықтарға сәтті жеткізді. Дегенмен, картоп шикідей желмейтіндіктен, зерттеу бананға ауысты. Олар арзан ғана емес, сонымен қатар дамушы елдерде де сәтті болып шықты. Олардың айтуынша, Мексикада бес жасқа дейінгі барлық балаларды вакцинациялау үшін вакцинамен өндірілген банан плантацияларының небәрі 10 гектары жеткілікті болар еді.
Дегенмен, бананға қарсы вакцинаны дұрыс енгізу оны аршып, жеу сияқты оңай емес. Жоспар бойынша жемісті езіп, бөтелкеге құю (әр бөтелкеге 10 доза), әр пациент дұрыс дозаны алуы керек. Ғалымдар салат, сәбіз және темекі сияқты басқа дақылдармен тәжірибе жасады. .
2. DARPA-ның ақылды ағаштары
2017 жылы Қорғаныс саласындағы озық зерттеу жобалары агенттігі (DARPA) өзінің озық өсімдік технологиялары (APT) бағдарламасына ұсыныстар қабылдау туралы жариялады. Олар қоршаған ортаның патогендерімен және радиациямен байланысты «ақпарат жинау» үшін өсімдіктерді генетикалық түрлендіруге ерекше қызығушылық танытады. Мақсатты нысананың бар екенін анықтағаннан кейін, бұл «күзетші өсімдіктер» жапырақ түсінің нәзік өзгерістері сияқты «нәзік жауап механизмдері» арқылы «байланысады».
Күрделі жабдықтардан айырмашылығы, өсімдіктер жасырындықты, таратудың қарапайымдылығын және энергиядан тәуелсіздікті ұсынады. Ал бұл тұжырымдама қазірдің өзінде дәлелденген. 2011 жылы зерттеушілер тротил детекторын жасайтын өсімдікті сәтті жасап шығарды, оның жапырақтары тротил молекулаларының қатысуымен (топырақта немесе ауада) ағарады. Барлық өсімдіктер қоршаған ортаға компьютерлердің кіріс/шығыс динамикасы арқылы табиғи түрде жауап береді. Бомбаны иіскейтін иттер сияқты, бұл жай ғана әскери қызметке жақсы қызмет ету үшін табиғи механизмдерді оқыту жағдайы.
Дегенмен, DARPA биокомпьютерлерді қосу және өшіруден гөрі, күрделі анықтау мен сенімді, егжей-тегжейлі есеп беруге көшкісі келеді. Олар тіпті инженерлік қондырғылардың электромагниттік сигналдарды анықтауына мүмкіндік беруге қызығушылық танытты. .
1. Дайсон ағашы
Дайсон сферасы туралы естіген шығарсыз. Физик Фриман Дайсон ұсынған бұл жұлдызды қоршап, оның энергиясын ұстап тұру үшін жасалған гипотетикалық құрылым. Дайсон ағашы онша танымал емес. Ғарыш үшін генетикалық түрде жасалған, күн сәулесін өткізетін және жылудың шығуына жол бермейтін қалың шыны қабығы бар бұл гипотетикалық өсімдік кометаға себіліп, өз атмосферасын жасайды. Теориялық тұрғыдан алғанда, ол тұтас экожүйені, кем дегенде біраз уақытқа, қолдай алады, кометаның ішкі бөлігі тұрғындар үшін қуыс болып, кометаның мұзы мен көміртегі «жапырақты ғарыш кемесіне» қажеттінің бәрін қамтамасыз етеді.
Егер бұл ғылыми фантастика сияқты естілсе, онда ол солай. Бірақ бұл мүмкін емес. Вуду лалагүлі мен өлексе гүлі сияқты өсімдіктер өздігінен жылу шығарады; шын мәнінде, қырыққабат 60 градус Фаренгейтке дейін температура шығарады, бұл оның айналасындағы мұздатылған жерді ерітуге жеткілікті.
Сондай-ақ, кометалардың тапшылығы жоқ. Нептунның арғы жағындағы, триллиондаған кометалардың мекені болып табылатын Койпер белдеуіне ғарыштық «қала-мемлекет архипелагына» айналу үшін жеткілікті Дайсон ағаштары егілуі мүмкін. Манхэттеннің көлеміндей Дайсон ағашының кометасының өзі миллиондаған адамды көтере алады. Ал тартылыс күші аз болғанда, кометалардың арасында секіру оңай ғана емес, сонымен қатар әрқайсысындағы ғимараттар Жердегілерден биік болуы мүмкін.