Хотели когда-нибудь запрограммировать помидор? Потерпите — скоро это будет нормой
NewsMakerФотосинтез, витамины, защита от вредителей — активируйте любые настройки и ждите урожая.
В Кембриджском университете сразу два исследовательских коллектива получили щедрое финансирование на разработку технологий, способных кардинально изменить представление о сельском хозяйстве. Общая сумма грантов составила £7,5 миллиона (примерно 10 миллионов долларов), и теперь учёные планируют вывести селекцию растений на уровень программируемых биосистем, сравнимых по гибкости с компьютерным кодом.
Цель проектов — создать растения нового типа, в которых можно будет не просто редактировать отдельные гены, а задавать целые функциональные модули. Если эксперименты завершатся удачно, это позволит выращивать урожай, способный выживать в условиях засухи, противостоять болезням, отпугивать вредителей и даже синтезировать питательные вещества и полезные соединения, недоступные в обычных условиях.
Один из проектов, возглавляемый профессором Джейком Харрисом, получил основную часть гранта — £6,5 миллиона. Его команда намерена сконструировать первый в истории искусственный хромосомный элемент, способный стабильно работать внутри живого растения. По замыслу учёных, такая хромосома будет выступать как самостоятельная платформа, на которой можно размещать новые «программы» для выполнения конкретных задач — от регулирования роста до синтеза определённых веществ.
Разработка может стать основой для растений, которые не просто адаптируются к изменяющемуся климату, но и активно реагируют на окружающие условия: сокращают потребление воды, повышают устойчивость к экстремальным температурам или даже меняют химический состав в зависимости от потребностей. Потенциально это открывает дорогу к созданию полностью автономных агрокультур, пригодных для выращивания в закрытых помещениях, на орбитальных станциях или в условиях ограниченных ресурсов.
Второй проект реализуется под руководством профессора Элисон Смит и доктора Павела Мордаки. Они получили почти £1 миллион на создание синтетических хлоропластов — компонентов клеток, ответственных за фотосинтез. В рамках проекта учёные планируют расширить функции этих органелл, чтобы сделать растения способными усваивать азот напрямую из атмосферы, минуя необходимость в искусственных удобрениях. Одновременно планируется внедрить механизм, позволяющий растениям синтезировать витамин B12 — крайне редкий в мире флоры элемент.
Если эксперимент окажется успешным, это сократит зависимость агропромышленности от азотных удобрений, которые сегодня являются одним из главных источников загрязнения почвы и подземных вод. Кроме того, растения, обогащённые B12, могут стать важным источником питания для вегетарианцев и людей с ограниченным доступом к животным продуктам.
Оба исследовательских направления финансируются британским Агентством передовых исследований и изобретений (ARIA) в рамках программы Synthetic Plants. Эта инициатива направлена на развитие технологий, которые не ограничиваются рамками традиционной генной инженерии , а позволяют создавать полностью новые биологические системы с заданными свойствами.
В работах принимают участие международные партнёры из Германии, Австралии, США и Великобритании. Такой мультидисциплинарный подход необходим из-за сложности задач — они требуют знаний в области биоинформатики, молекулярной генетики, синтетической биологии и агроэкологии.
По словам участников проекта, речь идёт не о модернизации привычных методов, а о качественном скачке: теперь растения можно будет воспринимать как гибкие платформы, которым можно задавать функциональность под конкретные цели. Отказ от идеи «естественной» эволюции в пользу целенаправленного «программирования» может трансформировать подходы к выращиванию пищи, лекарственных растений и даже технического сырья.
Одним из интересных направлений, обсуждаемых в рамках обеих инициатив, является выращивание сельхозкультур в экстремальных или нестабильных климатических условиях. При нынешних темпах потепления и увеличении числа засух, такие технологии могут сыграть решающую роль в обеспечении глобальной продовольственной безопасности.
Кроме того, синтетическая биология открывает дорогу к созданию культур с «умной» архитектурой. Например, листья смогут менять форму в зависимости от интенсивности света, а корни — самостоятельно регулировать глубину в зависимости от состава почвы. Такие функции ранее казались фантастикой, но теперь становятся достижимыми благодаря появлению искусственных хромосом и перепроектированных хлоропластов.
В перспективе это также позволит вырастить растения, способные производить не только пищу, но и фармацевтические вещества, полимеры, материалы для упаковки или биоразлагаемые компоненты для промышленности. Таким образом, будущее агротехнологий уже перестаёт быть вопросом повышения урожайности — оно становится вопросом функционального дизайна жизни .
В Кембриджском университете сразу два исследовательских коллектива получили щедрое финансирование на разработку технологий, способных кардинально изменить представление о сельском хозяйстве. Общая сумма грантов составила £7,5 миллиона (примерно 10 миллионов долларов), и теперь учёные планируют вывести селекцию растений на уровень программируемых биосистем, сравнимых по гибкости с компьютерным кодом.
Цель проектов — создать растения нового типа, в которых можно будет не просто редактировать отдельные гены, а задавать целые функциональные модули. Если эксперименты завершатся удачно, это позволит выращивать урожай, способный выживать в условиях засухи, противостоять болезням, отпугивать вредителей и даже синтезировать питательные вещества и полезные соединения, недоступные в обычных условиях.
Один из проектов, возглавляемый профессором Джейком Харрисом, получил основную часть гранта — £6,5 миллиона. Его команда намерена сконструировать первый в истории искусственный хромосомный элемент, способный стабильно работать внутри живого растения. По замыслу учёных, такая хромосома будет выступать как самостоятельная платформа, на которой можно размещать новые «программы» для выполнения конкретных задач — от регулирования роста до синтеза определённых веществ.
Разработка может стать основой для растений, которые не просто адаптируются к изменяющемуся климату, но и активно реагируют на окружающие условия: сокращают потребление воды, повышают устойчивость к экстремальным температурам или даже меняют химический состав в зависимости от потребностей. Потенциально это открывает дорогу к созданию полностью автономных агрокультур, пригодных для выращивания в закрытых помещениях, на орбитальных станциях или в условиях ограниченных ресурсов.
Второй проект реализуется под руководством профессора Элисон Смит и доктора Павела Мордаки. Они получили почти £1 миллион на создание синтетических хлоропластов — компонентов клеток, ответственных за фотосинтез. В рамках проекта учёные планируют расширить функции этих органелл, чтобы сделать растения способными усваивать азот напрямую из атмосферы, минуя необходимость в искусственных удобрениях. Одновременно планируется внедрить механизм, позволяющий растениям синтезировать витамин B12 — крайне редкий в мире флоры элемент.
Если эксперимент окажется успешным, это сократит зависимость агропромышленности от азотных удобрений, которые сегодня являются одним из главных источников загрязнения почвы и подземных вод. Кроме того, растения, обогащённые B12, могут стать важным источником питания для вегетарианцев и людей с ограниченным доступом к животным продуктам.
Оба исследовательских направления финансируются британским Агентством передовых исследований и изобретений (ARIA) в рамках программы Synthetic Plants. Эта инициатива направлена на развитие технологий, которые не ограничиваются рамками традиционной генной инженерии , а позволяют создавать полностью новые биологические системы с заданными свойствами.
В работах принимают участие международные партнёры из Германии, Австралии, США и Великобритании. Такой мультидисциплинарный подход необходим из-за сложности задач — они требуют знаний в области биоинформатики, молекулярной генетики, синтетической биологии и агроэкологии.
По словам участников проекта, речь идёт не о модернизации привычных методов, а о качественном скачке: теперь растения можно будет воспринимать как гибкие платформы, которым можно задавать функциональность под конкретные цели. Отказ от идеи «естественной» эволюции в пользу целенаправленного «программирования» может трансформировать подходы к выращиванию пищи, лекарственных растений и даже технического сырья.
Одним из интересных направлений, обсуждаемых в рамках обеих инициатив, является выращивание сельхозкультур в экстремальных или нестабильных климатических условиях. При нынешних темпах потепления и увеличении числа засух, такие технологии могут сыграть решающую роль в обеспечении глобальной продовольственной безопасности.
Кроме того, синтетическая биология открывает дорогу к созданию культур с «умной» архитектурой. Например, листья смогут менять форму в зависимости от интенсивности света, а корни — самостоятельно регулировать глубину в зависимости от состава почвы. Такие функции ранее казались фантастикой, но теперь становятся достижимыми благодаря появлению искусственных хромосом и перепроектированных хлоропластов.
В перспективе это также позволит вырастить растения, способные производить не только пищу, но и фармацевтические вещества, полимеры, материалы для упаковки или биоразлагаемые компоненты для промышленности. Таким образом, будущее агротехнологий уже перестаёт быть вопросом повышения урожайности — оно становится вопросом функционального дизайна жизни .