基因改造的藻类可能很快就会出现在食品、燃料和药品中

研究人员创造了可在户外生长的强化海藻
microalgae
微藻 澳大利亚联邦科学与工业研究组织

海藻可以用于任何方面。你可以将其磨成牛饲料,或者将其榨成航空燃料。你甚至可以将其制成海藻黄油。

目前,基于海藻的产品价格仍然非常昂贵,但加州的一组科学家正致力于使其价格大大降低。

加州大学圣地亚哥分校和Sapphire Energy的研究人员首次成功地在户外种植了基因工程改造的海藻品系。重要的是,这种改良品系不会损害本地海藻种群。他们的工作发表在《海藻学报》上的一项新研究中。

通过基因工程,科学家可以开发生长更快、能抵御致命细菌的海藻。他们可以创造出能产生更多油脂的海藻——这些油脂可以转化为生物燃料或可生物降解塑料。或者,他们可以改造海藻使其更具营养,无论是供牲畜食用还是供人类食用。

“我们今天用来生产食物、饲料和纤维的每一种生物都是转基因的,”加州大学圣地亚哥分校的生物学家、该研究的合著者斯蒂芬·梅菲尔德说。“无论是植物还是动物都是如此。我们通过驯化过程实现了这一点,在这个过程中,我们选择了产生我们所需性状的突变——也就是基因改造。这可能是更大的玉米穗,或者更大的大豆种子,甚至是产奶时间更长的牛。”

他表示,这些性状中的每一个都是基因改造的结果,而“海藻也将完全一样”。“要实现这一切,我们需要像驯化农作物和家畜一样驯化海藻。[但是]这可能需要几十年,我们仍然可能得不到想要的结果。”

microalgae
微藻特写 理查德·巴尔兹

梅菲尔德补充说,基因工程将加速这一进程,创造出“生产我们所需产品而无需砍伐最后一处雨林或捕尽所有海洋鱼类”的品系。“我们可以从可持续和可再生的来源生产我们所需的燃料和食物。”

更便宜、更具生产力的海藻可以在多个方面超越陆地作物。它们可以在不适合耕作的土地上的水箱中种植,也可以在非饮用水甚至海水中种植。基因工程海藻有潜力养活数亿人,因为随着气候变暖,高温、干旱和严酷的风暴会给农场带来额外的压力。

海藻已经可以快速生长,其生物燃料生产速度甚至超过了最多产的作物。“另外,它们吸收大气中的碳,所以它们不会释放新的碳,”加州大学圣地亚哥分校的生态学家、该研究的合著者乔纳森·舒林说。“它们的影响是净中性的。”

algae
基因改造的微藻呈现荧光绿色。加州大学圣地亚哥分校

这些由能源部资助、环境保护局监测的实验在巨大的户外水箱中进行了50天,水样来自五个地区的湖泊。科学家们培养了Acutodesmus dimorphus品系,并插入了两个新基因。第一个是绿色荧光蛋白,使海藻可见;第二个是促进海藻增加脂肪酸产量的基因。

研究人员想知道他们的新品系是否会传播并危害天然海藻。舒林说,它们确实传播了——很可能是通过风或鸟类——到其他水箱,但传播距离不远。“我们想看看添加转基因品系是否对当地生态系统构成威胁,但它没有以任何方式改变生态系统。”科学家们计划进行额外的实验,研究天气、季节变化和其他环境因素的影响。

vats of algae
在户外池塘中测试了基因工程改造的海藻品系。加州大学圣地亚哥分校

“第一次试验只进行了50天,所以变化很小,”梅菲尔德说。“我们也只检查了两个基因,因为我们想非常谨慎地对待放到户外的东西。我们需要在更长的时间内重复这个测试,我们需要添加额外的基因来观察它们在户外生长条件下的表现。在我们准备好说基因工程海藻安全有效之前,我们确实需要更多的数据。这是这个过程的第一步。”

研究人员承认,操纵自然可能很危险,但他们相信自己正在采取所有适当的预防措施。“生命充满风险,海藻与其他生物并无不同,”梅菲尔德说。“但是,如果我们做出正确的改变,然后仔细测量它们的特性,我们就能轻松地管理风险并开发出我们所需的海藻品系。”

舒林表示同意。“人们担心我们会创造出一个怪物,”他说。“[但是]海藻存在了数十亿年,它们经历了漫长的进化史。如果有一个能够统治世界的超级海藻,它早就进化出来了。”

玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿,该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .