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Gentechnisch veränderte Algen könnten bald in Lebensmitteln, Kraftstoffen und Arzneimitteln auftreten

2022

Algen können für alles verwendet werden. Sie können es zu Viehfutter verarbeiten oder zu Düsentreibstoff verarbeiten. Sie können es sogar zu Algenbutter verarbeiten.

Vorerst sind Produkte auf Algenbasis immer noch sehr teuer, aber eine Gruppe kalifornischer Wissenschaftler arbeitet daran, sie um ein Vielfaches billiger zu machen.

Forscher der University of California in San Diego und von Sapphire Energy haben erstmals erfolgreich einen gentechnisch veränderten Algenstamm im Freien gezüchtet. Wichtig ist, dass der modifizierte Stamm die einheimischen Algenpopulationen nicht verletzt. Ihre Arbeit erscheint in einer neuen Studie in der Zeitschrift Algal Research .

Mit Gentechnik können Wissenschaftler Algen entwickeln, die schneller wachsen und tödliche Bakterien abwehren. Sie können Algen erzeugen, die mehr Öl produzieren - das dann in Biokraftstoffe oder biologisch abbaubare Kunststoffe umgewandelt werden kann. Oder sie können Algen entwickeln, um nahrhafter zu sein, unabhängig davon, ob sie von Nutztieren oder Menschen verzehrt werden.

"Jeder einzelne Organismus, den wir heute zur Herstellung der von uns verwendeten Lebensmittel, Futtermittel und Ballaststoffe verwenden, ist genetisch verändert", sagte Stephen Mayfield, Biologe an der UC San Diego und Mitautor der Studie. „Dies gilt sowohl für Pflanzen als auch für Tiere. Wir haben dies durch den Prozess der Domestikation getan, bei dem wir die Mutationen - genetische Modifikationen - ausgewählt haben, die die gewünschten Merkmale hervorgebracht haben. Das könnten größere Ähren oder größere Sojabohnensamen oder sogar Kühe gewesen sein, die länger Milch produziert haben. “

Jedes dieser Merkmale war das Ergebnis eines veränderten Gens, und "Algen werden genau das gleiche sein", sagte er. „Um dies alles zu erreichen, müssen wir Algen domestizieren, ähnlich wie wir es mit unseren Nutzpflanzen und Nutztieren gemacht haben. [Aber] das könnte Jahrzehnte dauern und wir könnten immer noch nicht bekommen, was wir wollen. «

Gentechnik würde den Prozess beschleunigen und Stämme erzeugen, die für die Herstellung der von uns benötigten Produkte erforderlich sind, damit wir nicht unsere letzten Regenwälder abholzen oder jeden Fisch aus dem Meer holen müssen, fügt Mayfield hinzu . "Wir können den Kraftstoff und die Lebensmittel, die wir benötigen, aus einer nachhaltigen und erneuerbaren Quelle produzieren."

Eine billigere, produktivere Alge könnte an mehreren Fronten die Landkulturen übertreffen. Es könnte in Tanks an Land angebaut werden, die sonst für die Landwirtschaft ungeeignet wären, in nicht trinkbarem und sogar salzhaltigem Wasser. Gentechnisch veränderte Algen können Millionen ernähren, wenn sich das Klima erwärmt und die landwirtschaftlichen Betriebe durch Hitze, Dürre und schwere Stürme zusätzlich belastet werden.

Algen können bereits schnell wachsen und Biokraftstoffe schneller produzieren als die produktivsten Pflanzen. "Außerdem entziehen sie der Atmosphäre Kohlenstoff, sodass sie keinen neuen Kohlenstoff freisetzen", sagte Jonathan Shurin, Ökologe an der UC San Diego und Mitautor der Studie.

Die vom Energieministerium finanzierte und von der Umweltschutzbehörde überwachte Versuchsreihe fand über 50 Tage in riesigen Außenwannen mit Wasserproben aus fünf regionalen Seen statt. Die Wissenschaftler kultivierten Stämme von Acutodesmus dimorphus und setzten zwei neue Gene ein. Das erste war ein grün fluoreszierendes Protein, so dass die Algen sichtbar waren, und das zweite bewirkte, dass die Algen die Produktion einer Fettsäure erhöhten.

Die Forscher wollten wissen, ob sich ihr neuer Stamm ausbreiten und natürlich vorkommende Algen schädigen würde. Es hat sich - vermutlich vom Wind oder von Vögeln getragen - auf andere Wannen ausgebreitet, aber nicht sehr weit, sagte Shurin. Er fügte hinzu: „Wir wollten sehen, ob das Hinzufügen des gentechnisch veränderten Stammes eine Bedrohung für das einheimische Ökosystem darstellt, aber die Ökologie in keiner Weise verändert.“ Die Wissenschaftler planen, zusätzliche Experimente durchzuführen, in denen die Auswirkungen von Wetter und jahreszeitlichen Veränderungen untersucht werden und andere Umweltfaktoren.

"Der erste Versuch dauerte nur 50 Tage, daher gab es kaum Abweichungen", sagte Mayfield. „Wir haben auch nur zwei Gene überprüft, da wir sehr vorsichtig mit dem sein wollten, was wir draußen platzieren. Wir müssen diesen Test für einen längeren Zeitraum wiederholen und wir müssen zusätzliche Gene hinzufügen, um zu sehen, wie sie sich beim Wachstum im Freien verhalten. Wir brauchen einfach viel mehr Daten, bevor wir sagen können, dass gentechnisch veränderte Algen sicher und wirksam sind. Dies ist der erste Schritt in diesem Prozess. “

Die Forscher erkennen an, dass es gefährlich sein kann, mit der Natur zu basteln, aber sie glauben, dass sie alle geeigneten Vorkehrungen treffen. "Das Leben ist riskant und Algen unterscheiden sich nicht von anderen Organismen", sagte Mayfield. "Aber wenn wir die richtigen Änderungen vornehmen und dann ihre Eigenschaften sorgfältig messen, können wir das Risiko leicht steuern und die Belastung entwickeln, die wir brauchen."

Shurin stimmte zu. "Die Sorge ist, wir werden ein Monster erschaffen", sagte er. „[Aber] Algen gibt es schon seit Milliarden von Jahren und sie haben eine lange Evolutionsgeschichte. Wenn es eine Superalge gäbe, die die Welt erobern könnte, hätte sie sich inzwischen entwickelt. “

Marlene Cimons schreibt für Nexus Media, eine syndizierte Nachrichtenagentur für Klima, Energie, Politik, Kunst und Kultur.

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