Uwolnienie potencjału edycji genów w rolnictwie i hodowli mikroalg
Techniki edycji genów, takie jak wyróżniona Nagrodą Nobla technologia CRISPR/Cas9, umożliwiają szybkie i dokładne modyfikacje genomu poprzez wprowadzanie ukierunkowanych zmian bezpośrednio do DNA danego gatunku. Sektory rolnictwa i akwakultury są coraz bardziej zainteresowane wykorzystaniem takich narzędzi z myślą o szybszym uzyskiwaniu zmodyfikowanych gatunków i dostosowaniu praktyk do celów dotyczących ochrony środowiska, gospodarki i zrównoważonego rolnictwa. Edycja genów może poprawić takie cechy, jak odporność na choroby i zawartość składników odżywczych, a także obiecuje możliwość ograniczenia stosowania pestycydów, zużycia energii i odpadów przemysłowych.
Łatwy w obsłudze zestaw narzędzi do edycji genów
Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu GeneBEcon(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zajmuje się badaniem ogromnego potencjału edycji genomu pod kątem opracowania energooszczędnych rozwiązań dla rolnictwa i przetwórstwa przemysłowego. Partnerzy konsorcjum wnieśli do projektu przyjazne dla użytkownika protokoły, oparty na drzewie decyzyjnym system pracy o nazwie GeneBEwise oraz scentralizowaną bazę danych dotyczącą plazmidów(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Zaprojektowany z myślą o naukowcach i hodowcach, ten zestaw narzędzi przyczynia się do obniżenia barier technicznych i przyspieszenia badań doświadczalnych, zapewniając przejrzyste i adaptowalne przepływy pracy: „Zasoby te zapewniają naukowcom solidne podstawy i umożliwiają im łatwe dostosowanie i optymalizację pod kątem konkretnych upraw”, wyjaśnia koordynator projektu Dennis Eriksson ze Szwedzkiego Uniwersytetu Rolniczego(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Od ziemniaków po mikroalgi
Korzystając z tego zestawu narzędzi, zespół projektu GeneBEcon osiągnął już znaczące wyniki w odniesieniu do upraw ziemniaka i mikroalg. Jeśli chodzi o uprawę ziemniaka, koncepcja polegała na opracowaniu odpornej na wirusy odmiany zawierającej skrobię wyższej jakości, aby doprowadzić do stopniowej eliminacji chemicznego przetwarzania żywności. Odmiany odporne na wirus Y ziemniaka(odnośnik otworzy się w nowym oknie) mogą potencjalnie zmniejszyć zużycie środków owadobójczych na obszarze UE o około 850 000 kg rocznie. Tymczasem optymalizacja zawartości skrobi może potencjalnie zmniejszyć zużycie środków chemicznych o 75 000 ton, a zużycie energii podczas przetwarzania przemysłowego – o 7,5 GWh w skali roku. Jednocześnie w projekcie GeneBEcon po raz pierwszy protokoły edycji genów zastosowano do mikroalg Nannochloropsis i Chlorella(odnośnik otworzy się w nowym oknie), przy czym ten drugi gatunek był przed rozpoczęciem projektu przedmiotem niewielkich innowacji genomicznych. Naukowcy wykazali, że możliwe jest zwiększenie produkcji karotenoidów – cennych przeciwutleniaczy stosowanych w sektorze zdrowotnym i spożywczym. Co więcej, resztkowa biomasa alg okazała się mieć odpowiednie właściwości jako bogata w białko pasza dla drobiu, wspierając obieg zamknięty i podejście bezodpadowe w biotechnologii.
Dostosowanie innowacji i zarządzania
Znaczącym elementem projektu GeneBEcon były również kwestie regulacji i społecznej akceptacji nowych technik genomicznych. W ramach projektu opracowano i oceniono sześć scenariuszy regulacyjnych, z których każdy przeanalizowano pod kątem wymogów w zakresie danych dotyczących bezpieczeństwa biologicznego, kosztów zgodności i potencjalnego wpływu na inwestycje. Wyniki sugerują, że wniosek dotyczący nowego rozporządzenia(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Unii Europejskiej – w szczególności przepisy dotyczące kategorii 1 obejmującej rośliny zmodyfikowane za pomocą tzw. „nowych technik genomowych" (NGT) – zawiera zachęty do innowacji i otwiera możliwości rynkowe. „Jednocześnie, jeśli Europa zamierza w pełni zrealizować obietnicę stosowania edycji genów w całej swojej biogospodarce, muszą zostać wprowadzone odpowiednie przepisy dotyczące innych organizmów, w tym mikroalg”, wskazuje Eriksson. Mając to na uwadze, zespół projektu współtworzył wraz z interesariuszami plany działań przejściowych w zakresie NGT skierowane do sześciu grup: hodowców, rolników, krajowych decydentów, przemysłu spożywczego, konsumentów i organizacji pozarządowych. Te dostępne publicznie zasoby oferują konkretne porady dotyczące tworzenia strategii komunikacji na temat nowych technik genomicznych, a także zwalczania informacji wprowadzających w błąd i wyjaśniania nieporozumień. Łącząc doskonałość naukową z praktycznymi narzędziami i wnioskami dotyczącymi polityki, konsorcjum projektu GeneBEcon jest gotowe do zrobienia kolejnego kroku na drodze do wprowadzenia swoich rezultatów w życie. Odporne na wirusy odmiany ziemniaka mogą zostać włączone do programów hodowlanych, a wyniki badań nad mikroalgami stanowią solidną podstawę do zwiększenia skali i badania innych zastosowań w produkcji wysokowartościowych związków i łańcuchach wartości o podwójnym przeznaczeniu.
