탄소 저장 속도를 높여 기후 변화 퇴치를 지원

위험한 수준의 지구 온난화를 막기 위해, 과학자들은 공기 중으로 탄소를 방출하는 화석 연료를 태우는 것을 멈추는 것만으로는 충분하지 않을 것이라고 말한다. 인류가 지금 필요한 속도만큼 빠르게 그것을 하는 것은 사실상 불가능하기 때문에, 우리는 또한 공중에서 탄소를 뽑아내고 그것을 확보해야 할 것입니다.

식물들은 우리가 이것을 해야만 하는 가장 좋은 도구들 중 하나인데, 이 살아있는 태양 집열기들은 이미 광합성을 통해 매년 수십억 톤의 이산화탄소를 대기에서 흡수하고 있기 때문이다. 그 탄소의 약 절반은 뿌리에서 감겨나가고 결국 토양에서 수백년에서 수천년 동안 머물 수 있습니다.

하지만 우리가 탄소를 더 잘 잡아내는 식물과 토양을 만들 수 있다면 어떨까요? 게놈 편집(과학자들이 모든 생명을 뒷받침하는 코드를 빠르고 정확하게 편집할 수 있게 해주는 혁명적인 새로운 분자생물학 도구 세트)을 이용하면 가능할 수도 있다.

식물의 탄소 격리 능력은 엽록체라고 불리는 작은 세포 구획 안에서 자연스럽게 시작된다. 그곳에서, 햇빛으로부터의 에너지는 물 분자로부터 전자를 벗겨내고 이산화탄소에 첨가하여, 그것을 단순한 당인 포도당으로 변환시키는 데 사용된다. 그리고 나서 그 식물은 새로운 잎, 새싹, 그리고 뿌리를 기르기 위해 유기 탄소를 사용합니다.

광합성 뒤에 있는 생화학적 기계들이 진화하는데 수억 년이 걸렸다. 그러나 최근 수십 년 동안 식물 생물학자들은 그 과정이 놀라울 정도로 비효율적이라는 것을 발견했다. 예를 들어, 밖이 매우 화창할 때, 식물들은 종종 빛의 광자를 모으는 데 관여하는 주요 단백질들을 끌 것이다. 이것은 그들이 물과 영양소와 같은 다른 요소들이 그들의 성장을 제한할 수 있을 때 햇빛을 모으는데 자원을 과도하게 투입하지 않도록 한다.

그러나 경작지에서 탄소 격리를 증가시키기 위해서는 여분의 탄소의 일부가 지하로 들어가야 합니다. 데이비스 캘리포니아 대학의 작물 유전학자인 파멜라 로날드가 이끄는 병행 연구에서, 연구원들은 유익한 뿌리 특성을 가진 품종을 위해 I에 보관된 3,200개의 돌연변이 쌀 품종 라이브러리를 선별할 것이다. 여기에는 탄소를 토양의 더 깊은 층으로 흘려보낼 수 있는 긴 뿌리의 쌀 균주뿐만 아니라 토양 미생물 군집의 성장을 촉진하는 삼출물이라 불리는 당분이 더 많이 방출되는 균주가 포함된다.

일단 와 그녀의 동료들이 흥미로운 뿌리 특성을 가진 쌀 품종을 확인하면, 그들은 그러한 특성을 더욱 최적화하기 위해 게놈 편집을 사용하기를 희망한다. 토양 탄소 격리 잠재력이 강화된 작물들을 조작하기 위한 별도의 노력인 하네스링 식물 이니셔티브를 이끄는 소크 연구소의 식물 생물학자인 볼프강 부쉬는 많은 유익한 뿌리 특성들이 자연에 이미 존재한다고 말한다. 예를 들어, 그의 팀은 더 많은 그리고 더 긴 뿌리를 생산하는 수수의 자연적인 변종을 확인했습니다. 이러한 특성들이 크리스퍼를 사용하여 더욱 조작될 수 있다는 것은 “의문의 여지가 없다”고 부쉬는 말한다.

미생물 연구가 진행됨에 따라, 로렌스 리버모어 국립 연구소 토양 과학자 제니퍼 페트-리지와 그녀의 동료들은 매우 중요한 과제를 안게 되었다. 탄소 원자를 세는 것은 식물 세포에서 토양에 이르는 모든 개념이 실제로 작용하는지 확인하기 위해서입니다. 유전자 편집 작물을 특수 성장실에 배치하고 탄소-13으로 알려진 희귀하고 무거운 동위원소를 함유한 이산화탄소로 가득 채움으로써, 연구원들은 그들의 식물이 얼마나 많은 탄소를 흡수하고 있는지, 그리고 그것이 감겨지는 곳을 정확히 알 수 있을 것이다 실시간카지노.

페트-리지 박사는 “잎이나 뿌리, 삼출물, 미생물 세포, 심지어 미생물 등 각각의 웅덩이에서 탄소-13을 볼 수 있다”고 말했다. “또한 각 풀에 얼마나 추가되었는지, 얼마나 추가되었는지를 수량화할 수 있습니다.” 의 팀은 또한 탄소-14로 알려진 훨씬 더 희귀한 방사성 동위원소를 측정할 것인데, 이 동위원소는 토양 탄소의 나이와 얼마나 빠르게 순환되고 있는지를 추정하는데 사용될 수 있다.

만약 연구원들이 토양 탄소 격리를 강화하는 유전자 편집 벼 품종을 만드는 데 성공한다면, 그들은 결국 (그리고 추가 자금으로) 아프리카와 남아시아 전역의 주요 식량 작물인 수수에서 같은 편집을 하기를 희망한다. 쌀이 유전자 편집 기술을 연마하기 위한 유용한 작물이지만, 수수와 같은 뿌리 깊은 친척들은 그것을 흡수할 수 있는 능력이 있는 토양 지역에 더 많은 탄소를 첨가할 수 있다.

비록 그 팀이 여러 가지 혜택을 제공하는 씨앗을 생산할 수 있다고 해도, 농부들이 그것들을 입양하도록 하는 것은 쉽지 않을 수도 있다. “농부들은 공동체로서 새로운 것과 변화에 약간 저항하는 경향이 있습니다”라고 는 말한다. “그들은 자신들의 에이커에서 그것들을 실행하기 전에 정말로 잘 테스트되고 위험이 제거되는 것을 보고 싶어합니다.”

일부 농부들과 그들의 고객들 중 일부는 게놈 편집을 통해 변화된 작물을 경계할지도 모릅니다. 이것은 여전히 매우 새로운 기술입니다. 이 편집한 작물이 반드시 유전자 변형 작물(일반적으로 외래 를 함유한 유기체에 국한된 라벨)로 규제되는 것은 아니지만, 기존 작물보다 덜 바람직하다는 비슷한 인식은 대중의 수용을 방해할 수 있다.

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