エレナ・コメリ著
バイオテクノロジーの研究は、細菌が窒素を植物ゲノムに固定するために使用するメカニズムを導入する可能性を示唆しています
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窒素は自然界で最も豊富な元素の 1 つであり、私たちが呼吸する空気の 78% を占めていますが、植物の成長に必要な形態ではありません。 土壌の肥沃度を高め、100億の大台に近づく人類に栄養を与えるには、植物にすぐに吸収される代替形態の窒素の探索が不可欠です。 19 世紀には窒素の需要が非常に大きかったため、豊富なグアノで有名な南米のいくつかの島々の支配をめぐって 2 つの戦争が行われました。
炭化水素をベースにしたプロセス
その後、ハーバー・ボッシュ プロセスが登場し、炭化水素をベースにした工業プロセスで作物を栽培することで世界の窒素不足を満たしました。 それ以来、農業は容易になり、化石燃料が人類を養うようになりました。 二人のドイツ人化学者がいなかったら、私たち約 40 億人はこの世にいなかったと推定されています。
しかし、1 世紀以上が経ち、合成肥料の問題は頭角を現しつつあります。合成肥料は、世界の温室効果ガス排出量の 2.5% (航空輸送を上回る) を生成する一方で、その半分は廃棄されています。野原に残ると、最終的には水が汚染され、世界中の海に藻類が繁茂し、巨大なデッドゾーンが発生します。 さらに、農家はウラルケムやユーロケムなどの巨大石油会社やロシアなどの石油国家に依存することになる。 世界を焼き尽くしずに確実に食料を供給し続けるには、別の科学者が農業の聖杯を見つけて、食用植物に自家受粉能力を与える必要がある。
最初の研究は50年以上前に行われた
何十年も努力してきた人たちがいますが、今のところ私たちはまだそこまで到達していません。 窒素を植物や動物にとっておいしいものにすることができる唯一の自然生物は、ジアゾトロフとして知られる特定の種類の微生物であり、空気中の窒素分子（N2）を利用してアンモニア（NH3）を生成します。これは、ボッシュのハーバープロセスよりもはるかに優れています。炭化水素は必要ありません。 フリッツ・ハーバーやカール・ボッシュの時代には想像もできなかった、最近のバイオテクノロジーの発展は、これらの細菌が窒素を固定するために使用するメカニズムを抽出し、それらを植物に挿入する可能性を示唆しています。 このようにして、いつか私たちは自ら肥料を与えることができる植物を生み出すかもしれません。
酵母に関する最初の実験は数年後になるかもしれない
この研究の先駆者は、レイ・ディクソンとジョン・ポストゲート（すでに亡くなっています）という二人のイギリス人科学者で、1972年にネイチャー誌に論文を発表し、その中で通常は窒素を固定しない細菌種である大腸菌を誘発したと報告しました。 、別の細菌種の遺伝子をインポートすることによってそうします。 当時、植物への急速な進歩が差し迫っているように見えましたが、実際には、細菌から植物の世界への大きな飛躍のためのバイオテクノロジーのツールが開発されたのは、ここ 10 年間のことです。 ディクソン氏に加えて、同じくゲイツ財団から資金提供を受けているマドリッド工科大学植物バイオテクノロジーセンター所長のルイス・ルビオ氏をはじめ、現在多くの人々がこの研究に取り組んでいる。 ルビオ氏と彼のチームは、ニトロゲナーゼをその細菌の住処の外で働かせることを試みている。これはニトロゲナーゼを食用植物のゲノムに挿入するための最初のステップである。 このアイデアは、おそらく数年以内に最初にニトロゲナーゼを酵母に埋め込み、次にモルモット植物、タバコ、そして最後にイネに埋め込むことです。 酵母から実際の食用作物に至るには、10年以上かかる可能性があります。
Pivot Bio ユニコーンの代替手段
一方、別の道は、ビル・ゲイツやアル・ゴアのような環境に優しい投資家だけでなく、バイエル、バンゲ、コンチネンタル・グレーンのような非感傷的な巨人の支援を受けて、バークレーに拠点を置く急成長中のユニコーンであるピボット・バイオがとった道だ。 カリフォルニアの新興企業は、遺伝子工学を用いてジアゾ栄養植物を強化し、耕作可能な土壌でより効率的に窒素を固定できるようにすることに取り組んでいる。 これは植物が自ら肥料を与えるほど根本的な革命ではありませんが、すでに良い前進です。
第一世代の人工ジアゾトロトロフスはすでに市場に出ており、農家はそれを購入している。 ピボットの有機化学肥料代替品は昨年、米国の200万エーカー以上の農地に施用され、同社に1億ドル以上の収益をもたらした。 ピボットの科学者らは、ピボットのバクテリアは収量を減らすことなくトウモロコシ畑の肥料の約20％を置き換えることができると述べている。 そして、4 年間の販売でその採用が 15 倍以上に増加したことを考えると、農家は満足しているようです。 業界に広範な影響を与え、合成肥料の優位性に大きな影響を与えるために、カリフォルニアに本拠を置く同社は、自社の配合をさまざまな作物に拡張し、他の国に輸出する必要がある。 だからこそ、カリフォルニア大学バークレー校を卒業した 2 人の共同創設者である Karsten Temme 氏と Alvin Tamsir 氏が製品範囲の拡大に懸命に取り組んでいます。 一方、CEOの役割は、農産食品分野のベテラン、コンチネンタル・グレーン社のクリス・アボット氏に託された。 しかし、イタリア、フランス、ドイツなど加盟国の半数以上で遺伝子組み換え作物が禁止されている欧州連合まで、彼らの戦いを広げるのは難しいだろう。
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#自家受粉植物の聖杯
2024-03-17 10:24:10