Інформація

Чи можна сконструювати дерева для виробництва ядер-нуклеаторів опадів?

Чи можна сконструювати дерева для виробництва ядер-нуклеаторів опадів?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Вчені використовують генну інженерію, щоб дерева виробляли більше терпенів. Чи можна генною інженерією дерев виробляти більш гігроскопічні леткі органічні сполуки? Ці дерева можна використовувати в посушливих районах, щоб створити більше опадів.


Інноваційне дослідження тополі показує, що дерева можна генною інженерією не поширювати

Найбільше польове дослідження генетично модифікованих лісових дерев, яке коли-небудь проводилося, продемонструвало, що генна інженерія може запобігти появі нових саджанців.

«Особливості стримування», розроблені дослідниками з Університету штату Орегон у дослідженні, важливі через стурбованість суспільства щодо потоку генів – поширення генетично модифікованих або екзотичних та інвазивних дерев або їх репродуктивних клітин за межі плантацій.

«Треба ще більше знати та проводити додаткові дослідження, але це виглядає дуже добре», – сказав автор-кореспондент Стів Страус, видатний професор лісової біотехнології в OSU. «Це дуже захоплююче».

Результати дослідження, яке розглядало 3300 тополь у урочищі 9 акрів протягом семи вегетаційних сезонів, були опубліковані сьогодні в Кордони в біоінженерії та біотехнології.

Тополі швидко ростуть і є джерелом багатьох продуктів, від паперу до піддонів і фанери до каркасів для м’яких меблів.

На деревах, таких як тополі, на яких є особини жіночої та чоловічої статі, жіночі квіти виробляють насіння, а чоловічі – пилок, необхідний для запліднення.

Штраус та його колеги з Департаменту лісових екосистем і суспільства оцінили різноманітні підходи для того, щоб зробити обидві статі дерев стерильними, зосередившись на 13 генах, які беруть участь у створенні квітів або контролюють початок розмноження.

Окремо та в поєднанні ці гени змінювали функцію білка або експресію РНК з метою отримання стерильних квітів або відсутності цвітіння.

Підсумок: вчені виявили модифікації, які не дозволяли деревам виробляти життєздатні статеві розмноження, не впливаючи на інші ознаки, і робили це надійно рік за роком. Дослідження були зосереджені на жіночій, ранньоквітучій тополі, яка полегшує дослідження, але відомо, що гени, на які вони були спрямовані, впливають як на пилок, так і на насіння, і, таким чином, повинні забезпечити загальні підходи до стримування.

На додаток до результатів дослідження було відоме своїм масштабом, тривалістю та широкою мережею фінансових організацій, як державних, так і промислових.

«Я пишаюся тим, що ми провели дослідження», — сказав Штраус. «На це пішло багато років, і багато людей робили це, керували цим.

«Люди побоюються, що ГМО-дерева захоплять світ, але це гени стримування, які унеможливлюють захоплення світом», – сказав він. «Якщо щось є ГМО, люди вважають, що це небезпечно – це винно, поки не буде доведено, що це безпечно на думку багатьох і в наших сьогоднішніх нормативних актах. Натомість, вчені кажуть, що зосередитися слід на ознаках, їх цінності та безпеки, а не на методі, який використовується. .

На початку дослідження Штраус подумав, чи будуть дерева виглядати нормально, чи виживуть, чи будуть стабільно та надійно проявляти свої нові риси. Усі відповіді були твердими «так».

"Чи будуть наші дерева в порядку, вони будуть змінними чи непередбачуваними? Дерева були в порядку", - сказав він. «Рік за роком риси утримання надійно працювали там, де ми отримали правильну генетику. Не всі конструкції спрацювали, але саме тому ви проводите дослідження».

Штраус також зазначив, що нові генетичні підходи в його лабораторії, особливо на основі редагування генів на основі CRISPR, роблять виробництво надійно закріплених і покращених дерев ще простішим і ефективнішим.

Він зазначив, що «робота зосереджена на пилку та насінні, але тополя також може поширюватися вегетативно – наприклад, за допомогою кореневих паростків. Але вони набагато повільніше, набагато вужчі по відстанню, і їх набагато легше контролювати в плантаціях і навколо них».


Дослідники змінюють інженерію, як сосни виробляють зелені хімічні речовини на мільярди

Скипидар традиційно виготовляють із смол, отриманих із таких соснових дерев у Флориді. В останні десятиліття велика частина смол виготовляється з викопного палива. Авторство: Florida Memory Project

Дослідники з Університету штату Вашингтон здійснили зворотну інженерію того, як сосна виробляє смолу, яка може служити екологічно чистою альтернативою ряду продуктів на основі викопного палива вартістю мільярди доларів.

Марк Ланге та його колеги з Інституту біологічної хімії буквально розібрали механізм, за допомогою якого сосна лоблолі виробляє олеорезин.

До появи альтернатив, отриманих з нафти, у 1960-х роках липка, ароматна масляно-смоляна суміш була центральною в промисловості військово-морських складів і продуктів, починаючи від фарб і лаків до крему для взуття та лінолеуму.

Тим часом міжнародний попит на олеорезини зріс. Часто віддають перевагу природні масляні смоли — з таких джерел, як сосна лоблолі. Аналіз 2016 року, проведений Grand View Research, передбачав, що до 2022 року світові продажі олеорезини досягнуть 1,7 мільярда доларів.

Відкриття лабораторії Lange про те, як його виготовляють, «може надихнути на нові інженерні підходи до виробництва відновлюваних, зелених хімічних речовин», говорить голландський біолог Харро Боумістер у коментарі, що супроводжує дослідження Ланге в Журнал експериментальної ботаніки.

Що стосується природних фабрик, сказав Ланге, заводи є лідерами галузі. Людина, за його словами, виробляє приблизно 3000 метаболітів, маленьких молекул, які зустрічаються в людському метаболізмі.

"Рослини приносять сотні тисяч, - сказав він, - і більшість з того, що існує з точки зору хімічного різноманіття, ймовірно, невідомо. Імовірно, це будуть мільйони. Одне з питань: чому рослини роблять це?"

У випадку сосни лоболлі, олеорезин є важливим захистом від комах і патогенів. У той час як тварина може втекти від нападника, рослина має стояти і боротися. Для цього сосна виробляє олійні смоли, настільки токсичні, що рослині доводиться зберігати їх у спеціалізованих структурах, які називаються смоляними каналами, щоб не отруїтися.

Щоб побачити, як виготовляється олеорезин, Ланге зосередився на клітинах навколо проток, вирізаючи їх за допомогою лазерного мікроскопа.

«По суті, ви обводите область, яку хочете вирізати, а потім лазер слідує за тим, що ви малювали, і знімає це», — сказав Ланге.

Доречно, Ланге зробив це в Центрі мікроскопії та візуалізації Франчески WSU, чий тезка, покійний Вінсент Р. Франчески, також вивчав смоляні протоки та їх роль у захисті хвойних дерев від шкідників.

Ланге порівнював клітини поблизу смоляних проток з клітинами, що знаходяться далі, шукаючи експресію генів, які б ініціювали виробництво олеорези.

Використовуючи ампліфіковані гени з кількох тисяч клітин, Ланге та його колеги визначили генетичні послідовності, які, як відомо, виробляють певні ферменти, і зіставили їх з реакціями, які можуть призвести до створення олеорези.

«Ми намагаємося зрозуміти біохімічні реакції, які призводять від простого імпортованого джерела вуглецю до складної суміші олеорези та продуктів», – сказав Ланге. — Це фабрика.

Маючи краще знання про реакції та їх генетичну основу, дослідники можуть перевірити дерева на наявність генів, які роблять їх кращими виробниками смоли. Або вони можуть відтворити метаболічний шлях, що виробляє смолу, в інших організмах.

«Це може бути кишкова паличка або дріжджі, щось подібне, а потім звідти можна робити специфічні хімічні речовини", - сказав Ланге.

«Зрештою, — сказав Боумістер у своєму коментарі, — це може призвести до надійних генотипів сосни, які зможуть конкурувати з класичною хімією на основі олії для виробництва зелених хімічних речовин через лісові плантації».


Розумна деревина: біоінженерні дерева для певних цілей

Деревина здатна робити чудові речі. З нього можна зробити поперечний клеєний брус для будівництва хмарочосів висотою до 30 поверхів. Його можна використовувати для виготовлення паперу, ізоляції, біопалива та ненафтової сировини для пластмас і медичних цілей. Але не всі дерева можуть робити все однаково добре. Вчені з Університету штату Північна Кароліна присвятили останні 10 років вивченню біологічних тригерів, які визначають характеристики дерев у міру їх росту.

Вони визначили, що існує 21 ген, який контролює кількість лігніну, який виробляє дерево. Лігнін - це матеріал, який надає деревині міцність і щільність — бажані характеристики для структурного використання, але не настільки бажаний для виробництва біопалива, паперу або целюлози. Для цих застосувань лігнін потрібно видалити з деревини, процес, який вимагає високої температури та агресивних хімікатів.

Протягом останнього десятиліття дослідники експериментували з вмиканням і вимиканням окремих генів, щоб визначити, який вплив вони мають на вирощування дерев. Але вони кажуть, що тепер можуть моделювати наслідки вмикання або вимкнення всіх 21 генів лігніну в лабораторії, що значно скоротить кількість часу, необхідного для “проектування” дерев, які підходять для певних цілей.

“Вперше ми можемо передбачити результати модифікації кількох генів, які беруть участь у біосинтезі лігніну, замість того, щоб працювати з одним геном за раз шляхом проб і помилок, що є стомлюючим і трудомістким процесом,” Джек Ван, асистент професора Коледжу природних ресурсів штату NC 8217 і провідний автор статті про дослідження в Природні комунікації.

“Наявність такої моделі, яка дозволяє нам сказати, чи бажаєте вам цей тип деревини, ось гени, які вам потрібно змінити, дуже корисно, особливо якщо у вас є величезна кількість можливих комбінацій з 21 геном шляху ,” каже Ван. “Це можливо лише за допомогою інтегрованого аналізу, який дозволяє нам дивитися на цей процес на системному рівні, щоб побачити, як гени, білки та інші компоненти працюють разом, щоб регулювати вироблення лігніну.”

Модель відстежує 25 основних рис деревини. Для деревини першорядне значення мають щільність і міцність. Виробники біопалива використовують гени, пов’язані з високим рівнем полісахаридів, що дозволяє легше перетворювати деревину на біодизельне або реактивне паливо. Виробники целюлозно-паперової продукції шукають деревину з низьким рівнем лігніну або деревину, яка легше гідролізується. Деревина з високим вмістом лігніну є новим ресурсом для виробництва спеціальних фенольних сполук з доданою вартістю, згідно з Science Daily.

“Складність біологічних шляхів така, що вже недостатньо розглядати дрібномасштабний незалежний аналіз одного або двох генів,” Ванг. “Ми повинні використовувати підхід системної біології, щоб розглянути аналіз всього шляху або всього організму на системному рівні, щоб зрозуміти, як окремі гени, білки та інші компоненти працюють разом, щоб регулювати властивість або поведінку.”

Дослідження може призвести до додаткових досліджень, наприклад, як виробляти “дерева, які можна поєднувати з термофільними бактеріями для оптимального перетворення на біопаливо та біохімічні речовини,” Ванг. “Ми також розглядаємо цей інтегративний аналіз, щоб створити дерева, спеціально створені для виробництва наноцелюлозних волокон, щоб замінити матеріали на нафтовій основі, такі як пластик.”


Чи врятують нас генетично модифіковані рослини?

Геоінженерія вирішення проблеми зміни клімату є ризикованою. Нічого не робити може бути ризикованим.

Мартін Бунцл – оптиміст-песиміст. Професор Університету Рутгерса, який вивчає філософію науки та політику щодо зміни клімату, не сподівається, що людство знайде спосіб скоротити викиди досить швидко, щоб уникнути катастрофи. Але він вірить, що технологія, здатна витягати більше вуглекислого газу з повітря, може змінити ситуацію. Він не самотній у цій теоретичній частині, але він один із небагатьох публічних інтелектуалів, які припускають, що дерева можуть бути одним і майбутнім рішенням наших проблем.

«Якась програма негативних викидів неминуче буде в нашому майбутньому, якщо ми хочемо діяти обережно», — каже Бунцл.

Бунцл виступив у вівторок на панельній дискусії, організованій Американським інститутом аеронавтики та астронавтики, на тему ролі аерокосмічної промисловості в потенційних геоінженерних проектах, особливо схем управління сонячним випромінюванням, які мають на меті блокувати частину сонячного світла для охолодження. Планета.

Але він скептично ставиться до того, що повозитися з сонцем коли-небудь здасться достатньо хорошою ідеєю, щоб спробувати. Хоча це охолодить планету, це не знищить впливу викидів парникових газів, а фактично внесе новий набір ризиків і невизначеностей у кліматичній системі. Соціальні та політичні бар’єри, які така пропозиція повинна подолати, майже немислими. Управління сонячною радіацією, в кращому випадку, дає нам час, підтримуючи температуру трохи нижчою, поки ми з’ясовуємо, як назавжди вивести вуглець з повітря.

«Це вірогідний захід зупинки, але це вірогідний захід зупинки, який стикається з непереборними проблемами щодо низки різних областей», — каже Бунцл. «І до того часу, коли ми вирішимо це питання, або прийдемо до обставин, за яких, на нашу думку, це може бути необхідним, ми будемо довго-довго за межами області, в якій ми повинні серйозно ставитися до довгострокової програми видалення вуглекислого газу. ».

Бунцл також ставить під сумнів ідею, що вилучення вуглецю з повітря за допомогою хімічних і механічних систем якось одного дня стане досить дешевим, щоб мати сенс у масових масштабах. Принципово легше викидати вуглекислий газ в атмосферу, ніж відкликати його назад. Уявіть собі всі ресурси та інфраструктуру, які витрачалися на спалювання викопного палива в історії людства — дуже імовірно, знадобляться операції такого масштабу чи більше, щоб прибрати безлад.

Але ось те, що може просто спрацювати: використання методів сучасної генної інженерії, включаючи CRISPR, щоб змінити глобальні рослини, щоб вони ефективніше поглинали вуглекислий газ з повітря. «Це спокусливо цікавий варіант, оскільки ви отримуєте систему, що самовідтворюється, яка продовжиться, коли зміни поширяться в живих організмах, щоб покращити поглинання вуглекислого газу», — каже Бунцл.

Біологічні системи вже в рази ефективніші, ніж хімічні, при очищенні CO2 з повітря, і є підстави вважати, що вони можуть стати ще кращими. Команда біохіміків у Німеччині нещодавно розробила новий ланцюг молекулярної трансформації, який, принаймні в лабораторії, приблизно на 25 відсотків ефективніший, ніж ланцюг ферментів, який використовується у фотосинтезі. Дослідники прогнозують, що жива система, генетично сконструйована для використання цього шляху, може метаболізувати вуглекислий газ у два-три рази швидше, ніж в іншому випадку, хоча це не було випробувано, і результати невизначені.

Але теоретично можливо, що, якби генетично модифіковані таким чином рослини поширилися по Землі, вони були б не тільки надзвичайно корисними для вилучення вуглецю з повітря для отримання біопалива, але й корисними для уловлювання та зберігання вуглецю. Біомаса, що виробляється рослинами, може бути секвестрована в довгостроковій перспективі або через розгалужену глибоку кореневу систему, або через якийсь проект секвестрації.

Це, звичайно, було б ризикованим у багатьох аспектах, як і інші схеми геоінженерії, а саме, ненавмисні та непередбачувані наслідки, які можуть негативно вплинути на екосистеми та спільноти. Але ризики спроби можуть виявитися набагато більш контрольованими, ніж ризики бездіяльності, факт, який уряд США офіційно визнав вперше цього тижня.

Але як отримати схвалення у суспільстві для програми масового розповсюдження генетично модифікованих організмів, які не можна буде повернути, коли вони з’являться у світі, і, безперечно, витіснять немодифіковані рослини та сільськогосподарські культури?

«Якщо ви думаєте, що в популярній свідомості існують проблеми з генетично модифікованими організмами з точки зору споживання їжі, уявіть собі, яке невдоволення потрібно було б подолати, щоб реалізувати це на широкому базовому рівні», — каже Бунцл.

M.I.T. У професора Кевіна Есвельта є одна ідея, як це можна зробити. Він працює не над тим, щоб рослини поглинали більше вуглецю, а над генетичною інженерією імунітету до кліщових бактерій у білоногих мишей у сміливому плані знищення хвороби Лайма. Але соціальні та політичні перешкоди подібні, і він має не менш сміливий план їх подолання: змінити природу самої науки.

«Я хочу витягти все своє поле ногами та криками на відкрите місце», - сказав він New Yorker. Ключем, за його словами, є абсолютна прозорість і комунікація, і цю філософію він втілює в життя через регулярні зустрічі громади з жителями острова Нантакет, штат Массачусетс, де він сподівається одного дня випустити своїх генетично модифікованих мишей під час першого польового експерименту.

До цього дня залишилися роки, але Есвельт робить ставку на те, що його єдина надія на те, що врешті-решт зможе виконати цю роботу, — це залучити громадськість прямо через науковий процес, щоб вона відчула певну власність над проектом та його потенційними ризиками та перевагами.

Ця ж логіка може застосовуватися до супер-рослин, призначених для споживання більше вуглецю, хоча і в набагато більших масштабах. Одна справа – переконати острів із 10 000 людей, які вже налякані хворобою Лайма, прийняти ризики, які можуть спричинити випуск цих генетично модифікованих мишей у навколишнє середовище. Зовсім іншим буде досягнення будь-якого глобального консенсусу щодо поширення армії посилених фотосинтезаторів по всій планеті.

Це не означає, що спробувати це не варто. Дотримуючись принципу обережності, погоджуються Бунцл і Есвельт, це дуже поганий варіант.

«Ми кажемо, що якщо це ризиковано, ми просто не повинні цього робити», — пояснює Есвельт. «І це добре, якщо ви стоїте на твердій землі. Але справа в тому: ми не стоїмо на твердій землі. І найбільша небезпека, з якою ми можемо зіткнутися, — це припустити, що не робити нічого для природи — це найбезпечніший шлях».


Хлоропластична метаболічна інженерія у поєднанні з посиленням ізопреноїдного пулу для активного біосинтезу таксанів у Nicotiana benthamiana

Виробництво протипухлинного препарату Таксол та його попередників у гетерологічних хазяїв є більш стійким, ніж вилучення з тканин тису або хімічний синтез. Незважаючи на те, що спроби розробити таксоловий шлях у мікробів досягли значного прогресу, такі проблеми, як функціональна експресія рослинних ферментів P450, залишаються невирішеними. Тут ми вводимо таксадієнсинтазу, таксадієн-5α-гідроксилазу та цитохром Р450 редуктазу на рослині з високою біомасою Nicotiana benthamiana. Використовуючи стратегію метаболічної інженерії з роздільною хлоропластикою, у поєднанні з покращенням попередників ізопреноїдів, ми показуємо, що сконструйовані рослини можуть виробляти таксадієн і таксадієн-5α-ол, проміжні продукти таксолу, при 56,6 мкг г -1 FW і 1,3 мкг г -1 , відповідно. На додаток до інструментів і стратегій, про які йдеться тут, це дослідження підкреслює потенціал Nicotiana spp. як альтернативна платформа для виробництва Taxol.

Заява про конфлікт інтересів

Автори заявляють про відсутність конкуренції інтересів.

Цифри

Схема біосинтезу таксолу. DMAPP,…

Схема біосинтезу таксолу. DMAPP, диметилаллілдифосфат IPP, ізопентенілдифосфат GGPP, геранілгеранілдифосфат…

Експресія білків, що походять від Taxus, і…

Експресія білків, що походять від Taxus, і вироблення таксадієну N. benthamiana . а…

Внутрішньоклітинна локалізація та націлювання на органел...

Локалізація внутрішньоклітинних органел та націлювання на гетерологічні білки. Флуоресцентне маркування синтезу…

Виробництво монокисневих таксанів шляхом…

Виробництво монооксигенованих таксанів за допомогою компартменталізованої метаболічної інженерії. а Генні конструкції використовувалися для…

Визначення кроків, що обмежують швидкість у…

Ідентифікація етапів, що обмежують швидкість ізопреноїдного шляху та посилення попередників для біосинтезу таксадієну.…

Хлоропластична метаболічна інженерія в поєднанні з…

Хлоропластична метаболічна інженерія в поєднанні з покращенням пулу ізопреноїдів для проміжних продуктів таксолу в…


Зараз біоінженерні дерева приживаються

Трансгенні тополі можуть зробити Китай великим гравцем у галузі лісоматеріалів. Але деяких експертів турбує вплив на природу.

Принаймні в семи провінціях Китаю розкидано понад 1 мільйон звичайних тополь з незвичайним укусом. Вони можуть знищити комах, які гризуть їх листя. Їхня незвичайна захисна система - це генно-інженерна бомба: Bacillus thuringiensis, або Bt, природний токсин, вставлений в ДНК дерева. Інші такі трансгенні види, такі як модрина і волоський горіх, знаходяться в розробці, повідомляють китайські дослідники.

Такі кроки розхитують подвійні світи лісового господарства та захисту навколишнього середовища. Трансгенні дерева досягають порогу комерціалізації - точки, якої біоінженерні культури досягли у 1980-х роках, кажуть спостерігачі. Однак цього разу не Сполучені Штати ведуть атаку, а Китай.

Про те, що на Заході мало повідомлень, занурення лебедів у великомасштабне трансгенне лісове господарство Китаю, по суті, є першим комерційним впровадженням генетично модифікованих (GE) дерев у світі, кажуть експерти. Одного дня це може означати нового потужного конкурента для лісової та паперової промисловості. Це також може означати, що передові дослідження дерева GE в США відстануть через регулювання та громадський протест. Це також передає рішення щодо суперечливої ​​— і, дехто каже, потенційно небезпечної — технології в руки авторитарного уряду з меншим наглядом і меншим технічним контролем, ніж на Заході.

«Те, що зробили китайці, висадивши [генно-інженерні] дерева на сотнях, можливо, тисячах акрів, не було зроблено більше ніде в світі», — каже Юсрі Ель-Касабі, лісовий генетик з Університету Британської Колумбії в Ванкувер. «Це знаменує собою зміщення центру ваги від США, де є багато досліджень генної інженерії, але більша частина цього обмежується лабораторіями або дуже регульованими невеликими польовими випробуваннями».

Справа щодо дерев GE здається простою. Швидко зростаючі види можуть виробляти більше пиломатеріалів і паперу за менший час, що робить їх дешевшою сировиною. Плантації супердерев також можуть означати менше порушення природних лісів – екологічний плюс.

Вчені можуть «розробляти дерева, які швидко ростуть, дерева, які виробляють більше біомаси, яку можна перетворити на паливо, і дерева, які можуть поглинати більше вуглецю з атмосфери або використовуватися для очищення місць сміття», – сказав Спенсер Абрахам, тодішній міністр енергетики США. , минулої осені.

Прихильники також рекламують технологію як те, що можна використовувати для повернення зникаючих видів, таких як американський каштан, до американського ландшафту, модифікуючи його генетичну структуру, щоб перемогти руйнівну хворобу.

Але, попереджають експерти, є велика загвоздка. Дерева - це багаторічні рослини, які виробляють велику кількість пилку, що виділяється в повітря набагато вище, ніж звичайні культури. Цей «дрейф генів» у посівах спричинив проблеми, оскільки великі насіннєві компанії подали до суду на американських і канадських фермерів за незаконне використання ГЕ насіння. Фермери стверджували, що їхні посіви були забруднені пилком, що дрейфує, але безрезультатно. Дослідження, проведене в минулому році, проведене Союзом зацікавлених вчених, показало, що насіння традиційних сортів кукурудзи, сої та ріпаку «повсюдно забруднені» низьким рівнем ДНК від генетично модифікованих сортів цих культур.

Якщо ДНК може поширюватися так широко від генетично модифікованих культур висотою в кілька футів, неможливо сказати, що станеться з пилком дерев висотою від 50 до 100 футів і більше, кажуть експерти. Наприклад: нове дослідження Університету Дьюка показало, що пилок хвойних дерев GE може розноситися більше ніж на тисячу миль.

Потенціал генетичного забруднення лісів — і потенційна винагорода від використання ГЕ-дерев — величезні, кажуть експерти. «Вперше ми маємо можливість помістити бактерію або навіть ген риби в дерево», — говорить Роберт Джексон, професор біології та директор Центру глобальних змін університету Дьюка. "Дехто вважає це моральним питанням. Чи це морально правильно? Інше питання: це розумно - чи, може, це небезпечно?"

Справді, ідея випуску GE дерев у дику природу викликає здригання у Алікс Перрі з Southern Forests Network, коаліції лісорубів, землевласників та екологів. «Наш висновок полягає в тому, що генетично модифіковані дерева неминуче забруднять негенетично модифіковані насадження».

Це, у свою чергу, може призвести до мільйонів акрів неродючої приватної деревини, можливо, не вистачає достатньої кількості лігніну (речовини, що зміцнює деревину), необхідної для розпилювання, каже пані Перрі. У поєднанні з внутрішнім виробництвом пестицидів у соснах і тополі в дикій природі це може призвести до того, що ліси не зможуть розмножуватися, виробляти їжу для тварин або створювати товарну деревину.

У США діють щонайменше 69 дозволів на польові випробування для трьох видів дерев GE – сосни, тополі та волоського горіха. Більшість із них займають два гектари або менше, повідомляє Міністерство сільського господарства США. Згідно з правилами USDA, такі дерева ретельно контролюються, і їм не дозволяється досягати стадії цвітіння та запилення. Наразі лише один сорт GE, гавайська папайя, був затверджений для комерційного вирощування. Але комерціалізація йде вперед. У січні 2004 року Міністерство сільського господарства США оголосило про свій «намір оновити та посилити» біотехнологічні норми для генетично модифікованих організмів, що, на думку деяких, є ключовим зрушенням. І польові дослідження GE дерев у США, в тому числі ті, що проводяться ArborGen, лісогосподарською дослідницькою фірмою в Саммервіллі, SC, зросли з 1997 року. ArborGen було схвалено для проведення десятків польових випробувань з видами сосни та тополі, генетично сконструйованими для Змінена фертильність, рівень лігніну та інші особливості, свідчать записи бази даних USDA.

«Ми, безумовно, бачимо, що генна інженерія в умовах плантації може відігравати важливу роль у задоволенні світового попиту», - говорить Лес Пірсон, директор з питань регулювання ArborGen. До першого дерева ArborGen залишилося щонайменше сім років від комерціалізації, додає він. Інші бачать, що дерева GE з’являться швидше.

«Уряд і промисловість в основному розглядають, що вони можуть зробити, щоб доопрацювати правила для оптимізації комерційного випуску, — каже Ніл Кармен з Sierra Club. «Ми говоримо про потенційно мільйони акрів генно-інженерних дерев».

Щонайменше два інших трансгенних види дерев, слива та ще одна папайя, проходять перевірку USDA. Понад 30 видів генетично модифікованих дерев, включаючи 20 видів, цінних для деревини, паперу та целюлози, розробляються, каже доктор Кармен. За іронією долі, гавайські фермери кажуть, що схвалена папайя GE вже забруднила гаї, додає він.

«Регулювання всієї цієї справи відстає від технологій», — каже Роджер Седжо, директор програми з економіки та політики лісу в Resources for the Future, вашингтонського політичного аналітичного центру. «Багато країн проводять дослідження в цій галузі, і деякі з них досягають результатів. У нас немає глобального стандарту».

У Бразилії, наприклад, дослідники розпочали масштабні дослідження, щоб розробити евкаліптове дерево GE. Ідея полягає в тому, щоб повільно зростаючий австралійський уродженець швидше дозрівав і був стійким до хвороб.

"Ми, звичайно, ще не готові зрозуміти всі ризики", - каже доктор Джексон з Duke. "Існує величезний комерційний тиск, щоб рухатися вперед. І, чесно кажучи, досить легко окреслити економічні вигоди, але набагато важче окреслити довгострокові витрати та якими вони будуть - і як довго вони триватимуть, якщо щось подібне". помилитися».

Дерева є найбільшими і найстарішими рослинами у світі. Вони займають майже третину поверхні землі (без Антарктиди та Гренландії). Вони вкрили дві третини поверхні, перш ніж люди почали займатися землеробством.

• Подвійна кокосова пальма на Сейшельських островах може похвалитися найбільшим насінням дерева: 50 фунтів.

• Каліфорнія може похвалитися найвищими в світі деревами, секвоями та найстарішими щетинистими соснами. Перший може вирости до 360 футів у висоту. Відомо, що останні живуть понад 4000 років. Середнє міське дерево живе вісім років.

• Перетворюючи вуглекислий газ на кисень, дерева поповнюють атмосферу. Два дорослих дерева можуть виробляти достатньо кисню для сім’ї з чотирьох осіб.

• Протягом одного року дерево може поглинати вуглець, створений автомобілем, який проїхав 26 000 миль.

Джерела: World Book United Nations Earth Policy Institute International Society of Arboriculture


Нерідні види

ArborGen домагається схвалення регуляторних органів Міністерства сільського господарства США для евкаліптових дерев, створених за допомогою генної інженерії, щоб переносити низькі температури. У разі схвалення компанія продасть сотні мільйонів саджанців з території, що простягається від Південної Кароліни до Флориди до Техасу.

У Бразилії FuturaGene попросив схвалення від CTNBio, бразильського регуляторного агентства з питань біобезпеки, щоб випустити там евкаліптові дерева GE. Всесвітній рух за тропічні ліси співпрацює з STOP GE Trees для кампанії проти поширення величезних промислових монокультур дерев, більшість з яких є швидкозростаючими видами евкаліпта, сосни та акації, а також каучуком та олійною пальмою, призначеними для виробництва паперу, пальмової олії та каучуку. продуктів.

«Серед передбачуваних переваг, промоутери плантацій стверджують, що вони створюють тисячі робочих місць, а також інші соціальні вигоди, такі як будівництво шкіл та медичних пунктів», – сказала Тереза ​​Перес, координатор Всесвітнього руху за тропічні ліси з Уругваю.

З точки зору обіцяних робочих місць, плантації сильно механізовані і тому не створюють багато робочих місць, сказав Перес MintPress, додавши, що створені робочі місця є сезонними, з невеликою зарплатою та поганими умовами праці.

Крім того, ці плантації споживають величезну кількість води та поживних речовин ґрунту. Таким чином, навколишні громади бачать, що їхні водні ресурси зменшуються, а доступна для них вода часто забруднена токсичними речовинами, що містяться в монокультурах. Знищення місцевих екосистем, щоб звільнити місце для плантацій, призводить до втрати біорізноманіття.

«Хоча промоутери — корпорації, уряди, інвестиційні агенції — таких монокультур стверджують, що створення плантацій приносить багато переваг як з точки зору навколишнього середовища, так і в соціальному плані, те, що ми навчилися від місцевих громад, чиї землі мають «Будь зайнятий плантаціями, це те, що реальність далека від даних обіцянок», – сказав Перес.

Плантації дерев є джерелом вирубки лісів у кількох країнах, зазначив Перес.

«У багатьох випадках окуповані землі – це землі, які традиційно використовувалися громадами, які без консультації бачать, як їхні землі знищуються та окупуються монокультурами», – сказала вона. «Вони втрачають землі, де вони традиційно висаджували свої врожаї для власного споживання, вони втрачають ліси, де вони традиційно полювали та збирали лікарські рослини».

Але вплив на ці спільноти не лише екологічний. Перес пояснив, що традиційні гендерні ролі диктують, що, коли лісу немає, а плантації створюються, чоловіки та жінки корінного населення страждають по-різному. Загалом, наслідки є більш серйозними для жінок.

“For example, women in Africa, Asia and Latin America are responsible for food production, they do the farming,” Perez said. “They are also responsible for collecting medicinal plants and herbs from the forests, and also for water collection. If the forest is destroyed, women will see their workload increased, as they will have to walk greater distances to access the forest’s water source and obtain what they need.”

When these communities can no longer sustain themselves through agricultural pursuits, they need to find ways to feed their families, she said. In these situations, women will sometimes work for the plantations, earning meager salaries that barely cover their families’ needs.

“Women work on the plantations, often with their children, isolated from their community, exposed to herbicides, pesticides and sexual abuse,” IEN’s McManama said. “These women and children, unprotected now, are often abused.”

Meanwhile, when men are unable to hunt and fish, they can’t support their families the way they’ve done for generations, McManama said, adding that they often leave in search of work.

These forests — particularly in South America — are supposed to be preserved for carbon sequestration, McManama said.

“Always, these people are evicted from their lands,” she said. “They end up in horrible shanty towns. Developed countries continue using industry because they bought their carbon credits. It has accelerated beyond imagination. The eucalyptus leaves are poisonous and fall to the ground. Nothing else lives when poison is in the ground.”

Jay Burney, media coordinator for STOP GE Trees, said there’s a dichotomy between what’s good for humans and what’s good for business.

“Humans do not want this,” Burney told MintPress. “Business does. It’s pushed as a renewable energy but there are a lot of holes in it. It’s not a real solution. It’s ecocide. Plantations mean clear cutting, which means displacing people. It’s a total land grab.”


Reverse engineering reveals pine tree’s chemical production — worth billions

By Eric Sorensen, WSU News

Washington State University researchers have reverse engineered the way a pine tree produces a resin, which could serve as an environmentally friendly alternative to a range of fossil‑fuel based products worth billions of dollars.

Mark Lange and colleagues in the Institute for Biological Chemistry literally dissected the machinery by which loblolly pine produces oleoresin.

Before the arrival of petroleum-derived alternatives in the 1960s, the sticky, fragrant oil‑resin mixture was central to the naval stores industry and products ranging from paint and varnish to shoe polish and linoleum.

Meanwhile, the international demand for oleoresins has risen. Naturally occurring oleoresins ― from sources like loblolly pine ― are often preferred. A 2016 analysis by Grand View Research predicted that global sales of oleoresin will approach $1.7 billion by 2022.

The Lange lab’s discovery of how it is made “could inspire new engineering approaches for the production of renewable, green chemicals,” says Dutch biologist Harro Bouwmeester in a commentary accompanying Lange’s research in the Journal of Experimental Botany.

As natural factories go, said Lange, plants are industry leaders. Humans, he said, produce roughly 3,000 metabolites, the small molecules that occur in human metabolism.

“Plants make hundreds of thousands,” he said, “and most of what’s out there in terms of chemical diversity is probably unknown. It would probably be in the millions. One of the questions is: Why do plants do that?”

Historic photo of man chipping a loblolly pine tree in Florida, circa 1910-20. Workers would cut away large chunks of bark from tree trunks, causing the flow of oleoresin, which was collected in pans placed below.

In the case of the loblolly pine, oleoresin is a critical defense against insects and pathogens. While an animal can run from an attacker, a plant has to stand and fight. To do this, the pine produces oleoresins so toxic that the plant has to store them in specialized structures, called resin ducts, to keep from poisoning itself.

To see how oleoresin is made, Lange concentrated on cells around the ducts, cutting them out with a laser-equipped microscope.

“Essentially what you do is draw around the area that you want to cut out and then the laser follows what you’ve been drawing and blasts it off,” Lange said.

Fittingly, Lange did this in WSU’s Franceschi Microscopy and Imaging Center, whose namesake, the late Vincent R. Franceschi, also studied resin ducts and their role in defending a conifer from pests.

Lange compared cells near the resin ducts with cells further away, looking for the expression of genes that would trigger oleoresin production.

Using the amplified genes from several thousand cells, Lange and his colleagues identified genetic sequences known to produce certain enzymes and matched them to reactions that could lead to the creation of oleoresin.

“We are trying to understand the biochemical reactions that lead from a simple imported carbon source to a complex mixture of oleoresin and products,” Lange said. “That’s the factory.”

A more efficient and less damaging method for extracting oleoresins, known as borehole tapping, has been developed by the University of Florida. See video at borehole tapping method .

With a better knowledge of the reactions, and their genetic underpinnings, researchers can screen trees for genes that make them better producers of the resin. Or they could replicate the resin-producing metabolic pathway in other organisms.

“That could be an E. coli or a yeast, something of that kind, and then you can make specific chemicals from there,” said Lange.

“Ultimately,” said Bouwmeester in his commentary, “this could result in robust pine tree genotypes that can compete with classical oil‑based chemistry for the production of green chemicals through forest plantations.”


Brazilian transgenic eucalyptus trees that produce more wood target of global activists

Brazilian eucalyptus trees Credit: Jan Weyer

Viewed from above, Brazil’s orderly eucalyptus plantations offer a stark contrast to the hurly-burly of surrounding native forests. The trees, lined up like regiments of soldiers on 3.5 million hectares around the country, have been bred over decades to grow quickly.

On September 4, a public hearing will consider bringing an even more vigorous recruit into the ranks: genetically engineered eucalyptus that produces around 20 percent more wood than conventional trees and is ready for harvest in five and a half years instead of seven. Brazilian regulators are evaluating the trees for commercial release a decision could come as early as the end of this year.

Researchers, businesses and activists are watching closely. Eucalyptus (Евкаліпт spp.) — native to Australia — is grown on about 20 million hectares throughout the tropics and subtropics, and approval of the genetically engineered trees in Brazil could encourage their adoption elsewhere.

“It would have ripple effects worldwide,” says Zander Myburg, who studies the genetics of forest trees at the University of Pretoria in South Africa. “Everybody will pay attention.”

So far, no genetically modified tree from a major commercial species has been deployed on a large scale. The ubiquity of eucalyptus makes Brazil’s decision on the modified trees a special concern to environmental activists who oppose the use of genetically modified crops.

“They have become the target of very intensive and emotionally charged debate particularly among the NGOs and nature constituencies,” says Walter Kollert, a forestry officer with the Food and Agriculture Organization of the United Nations in Rome.

Read full original article: Brazil considers transgenic trees