Lần đầu tiên, cây biến đổi gen được trồng trong rừng của Hoa Kỳ

Lần đầu tiên, cây biến đổi gen được trồng trong rừng của Hoa Kỳ

    Lần đầu tiên, cây biến đổi gen được trồng trong rừng của Hoa Kỳ

    Bài gốc từ New York Times

    A group of men in a field with bright green vests, bags and farming tools. Tall trees with brown leaves line the background.

    Living Carbon, một công ty công nghệ sinh học, hy vọng cây con của họ có thể giúp quản lý biến đổi khí hậu. Nhưng việc sử dụng rộng rãi hơn các cây của nó có thể khó nắm bắt.

    Công ty đã báo cáo trong một bài báo chưa được đánh giá ngang hàng rằng những cây dương được chỉnh sửa của họ đã phát triển nhanh hơn 50% so với những cây không được chỉnh sửa trong hơn 5 tháng trong nhà kính.
    Bởi Gabriel Popkin

    Ảnh của Audra Melton

    Vào thứ Hai, trong một vùng trũng thấp của vành đai thông phía nam Georgia, nửa tá công nhân đã trồng hàng cây dương giống như cành cây.

    Tuy nhiên, đây không phải là bất kỳ loại cây nào: Một số cây con nép mình trong đất sũng nước đã được biến đổi gen để phát triển gỗ với tốc độ tăng tốc trong khi hút khí carbon dioxide từ không khí.

    Cây dương có thể là cây biến đổi gen đầu tiên được trồng ở Hoa Kỳ bên ngoài thử nghiệm nghiên cứu hoặc vườn cây ăn quả thương mại. Giống như sự ra đời của giống cà chua Flavr Savr vào năm 1994 đã giới thiệu một ngành công nghiệp cây lương thực biến đổi gen mới, những người trồng cây vào thứ Hai hy vọng sẽ chuyển đổi ngành lâm nghiệp.

    Living Carbon, một công ty công nghệ sinh học có trụ sở tại San Francisco đã sản xuất cây dương, dự định cây của họ sẽ trở thành một giải pháp quy mô lớn cho biến đổi khí hậu.

    “Đã có người nói với chúng tôi rằng điều đó là không thể,” Maddie Hall, người đồng sáng lập và giám đốc điều hành của công ty, nói về ước mơ triển khai kỹ thuật di truyền thay mặt cho khí hậu. Nhưng cô ấy và các đồng nghiệp của mình cũng đã tìm thấy những người tin tưởng — đủ để đầu tư 36 triệu đô la vào công ty bốn năm tuổi này.

    A hand holding a black tool with red buttons measures a green stem poking through muddy soil.
     

    Các nhà nghiên cứu của công ty đã sử dụng một kỹ thuật thô sơ được gọi là phương pháp súng bắn gen, về cơ bản là đưa các gen ngoại lai vào nhiễm sắc thể của cây.

    Một nhóm trồng trọt thủ công chất các hộp lên xe tải ở miền nam Georgia. Cho đến nay, quốc gia duy nhất trồng một số lượng lớn cây biến đổi gen là Trung Quốc.
    Công ty cũng đã thu hút các nhà phê bình. Global Justice Ecology Project, một nhóm hoạt động vì môi trường, đã gọi cây cối của công ty là "mối đe dọa ngày càng tăng" đối với rừng và bày tỏ sự báo động rằng chính phủ liên bang đã cho phép chúng lách luật, mở ra cánh cửa cho việc trồng rừng thương mại sớm hơn nhiều so với thông thường đối với các loại cây nhân tạo.

    A man in a blue sweater with a baseball hat holding a tool stands inside an open truck while two men stand on the ground just below him.

    Living Carbon vẫn chưa xuất bản các bài báo được bình duyệt; kết quả được báo cáo công khai duy nhất của nó đến từ một thử nghiệm nhà kính chỉ kéo dài vài tháng. Những dữ liệu này khiến một số chuyên gia tò mò nhưng vẫn chưa có được sự chứng thực đầy đủ.

     

    Donald Ort, nhà di truyền học của Đại học Illinois, người có các thí nghiệm thực vật đã giúp truyền cảm hứng cho công nghệ Living Carbon, cho biết: “Họ đã có một số kết quả đáng khích lệ. Nhưng anh ấy nói thêm rằng quan điểm cho rằng kết quả nhà kính sẽ chuyển thành thành công trong thế giới thực là “không phải là một trò lừa bịp”.

    Cây dương của Carbon sống bắt đầu cuộc sống của chúng trong một phòng thí nghiệm ở Hayward, Calif. Tại đó, các nhà sinh vật học nghiên cứu cách cây tiến hành quang hợp, một loạt các phản ứng hóa học mà thực vật sử dụng để dệt ánh sáng mặt trời, nước và carbon dioxide thành đường và tinh bột. Khi làm như vậy, chúng tuân theo một tiền lệ do quá trình tiến hóa đặt ra: Nhiều lần trong lịch sử lâu dài của Trái đất, những cải tiến trong quá trình quang hợp đã cho phép thực vật hấp thụ đủ lượng carbon dioxide để làm mát hành tinh một cách đáng kể.

    Mặc dù quá trình quang hợp có tác động sâu sắc đến Trái đất, nhưng với tư cách là một quá trình hóa học, nó còn lâu mới hoàn hảo. Nhiều sự thiếu hiệu quả ngăn cản thực vật thu và lưu trữ nhiều hơn một phần nhỏ năng lượng mặt trời rơi xuống lá của chúng. Những yếu tố kém hiệu quả đó, trong số các yếu tố khác, hạn chế tốc độ phát triển của cây và các loại cây khác cũng như lượng carbon dioxide mà chúng hấp thụ.

    Các nhà khoa học đã dành nhiều thập kỷ để cố gắng tiếp quản nơi mà quá trình tiến hóa đã dừng lại. Vào năm 2019, Tiến sĩ Ort và các đồng nghiệp của ông đã thông báo rằng họ đã biến đổi gen cây thuốc lá để quang hợp hiệu quả hơn. Thông thường, quá trình quang hợp tạo ra một sản phẩm phụ độc hại mà cây trồng phải loại bỏ, gây lãng phí năng lượng. Các nhà nghiên cứu ở Illinois đã bổ sung các gen từ bí ngô và tảo lục để tạo ra cây thuốc lá thay vì tái chế chất độc thành nhiều đường hơn, tạo ra cây lớn hơn gần 40%.

    Blue, purpe and green colored flags stand out of soil amid underbrush.
    Cây dương của Living Carbon bắt đầu cuộc sống của chúng trong phòng thí nghiệm, nơi các nhà sinh vật học mày mò cách chúng tiến hành quang hợp.

    Chellyne Stotts, wearing a gray beanie, an olive hooded sweatshirt, light brown pants and dark boots, kneels on the ground, using a measuring tape against a thin seedling. A downed tree lays on its side behind her.
    Chellyne Stotts của Living Carbon đo lường một cây con. Công ty đã bắt đầu tiếp thị các khoản tín dụng dựa trên carbon mà cây của họ sẽ hấp thụ.

    Cùng năm đó, cô Hall, người từng làm việc cho các dự án mạo hiểm ở Thung lũng Silicon như OpenAI (chịu trách nhiệm về mô hình ngôn ngữ ChatGPT), đã gặp người đồng sáng lập tương lai Patrick Mellor tại một hội nghị công nghệ khí hậu. Ông Mellor đang nghiên cứu liệu có thể biến đổi cây cối để tạo ra gỗ chống mục nát hay không.

    Với số tiền huy động được từ các công ty đầu tư mạo hiểm và các mối quan hệ trong thế giới công nghệ của bà Hall, bao gồm cả giám đốc điều hành OpenAI Sam Altman, bà và ông Mellor đã bắt đầu Living Carbon trong nỗ lực trồng cây để chống biến đổi khí hậu. “Có rất ít công ty đang xem xét loại bỏ carbon quy mô lớn theo cách kết hợp giữa khoa học tiên tiến và thương mại quy mô lớn. 

    bà Hall nói.

    Họ đã tuyển dụng Yumin Tao, một nhà sinh vật học tổng hợp trước đây từng làm việc tại công ty hóa chất DuPont. Anh ấy và những người khác đã trang bị lại phương pháp hack gen của Tiến sĩ Ort cho cây dương. Living Carbon sau đó đã tạo ra các dòng cây dương nhân tạo và trồng chúng trong chậu. Năm ngoái, công ty đã báo cáo trong một bài báo vẫn chưa được đánh giá ngang hàng rằng những cây dương được điều chỉnh của họ đã phát triển nhanh hơn 50% so với những cây không được điều chỉnh trong hơn 5 tháng trong nhà kính.

    Các nhà nghiên cứu của công ty đã tạo ra những cây được thử nghiệm trong nhà kính bằng cách sử dụng một loại vi khuẩn ghép DNA ngoại lai vào bộ gen của một sinh vật khác. Nhưng đối với những cây họ trồng ở Georgia, họ chuyển sang một kỹ thuật cũ hơn và thô sơ hơn được gọi là phương pháp súng bắn gen, về cơ bản là đưa các gen ngoại lai vào nhiễm sắc thể của cây.

    Trong một lĩnh vực đã quen với tiến trình băng giá và quy định chặt chẽ, Living Carbon đã phát triển nhanh chóng và tự do. Cây dương biến đổi gen bằng súng gen đã tránh được một loạt các quy định của liên bang về các sinh vật biến đổi gen có thể làm đình trệ các dự án công nghệ sinh học trong nhiều năm. (Những quy định đó sau đó đã được sửa đổi.) Ngược lại, một nhóm các nhà khoa học đã biến đổi gen cây hạt dẻ kháng bệnh bạc lá bằng cách sử dụng cùng một phương pháp vi khuẩn mà Living Carbon đã sử dụng trước đó đang chờ quyết định từ năm 2020. Một quả táo biến đổi gen được trồng trên một mảnh đất nhỏ quy mô ở Bang Washington đã mất vài năm để được phê duyệt.

     

    Bill Doley, một nhà tư vấn đã giúp quản lý quy trình quản lý sinh vật biến đổi gen của Bộ Nông nghiệp cho đến năm 2022, cho biết: “Bạn có thể nói rằng quy tắc cũ đã bị rò rỉ.

    Vào thứ Hai, trên vùng đất của Vince Stanley, một nông dân thế hệ thứ bảy quản lý hơn 25.000 mẫu Anh có rừng trong vành đai thông của Georgia, những công nhân đu đưa mang ba lô cây giống đã trồng gần 5.000 cây dương biến đổi. Những cây dương đã được chỉnh sửa có những cái tên như Kookaburra và Baboon, cho biết chúng được nhân bản từ cây “mẹ” nào và được trồng xen kẽ với một số lượng gần bằng những cây chưa được chỉnh sửa. Vào cuối ngày nắng nóng trái mùa, những người công nhân ướt đẫm mồ hôi và những mảnh đất trồng rải rác những cây con mỏng như bút chì và những lá cờ màu nhô ra khỏi bùn.

    Ông Stanley cho biết trái ngược với những cây thông phát triển nhanh, những cây gỗ cứng mọc ở vùng đất trũng như thế này sản xuất gỗ chậm đến mức chủ đất có thể chỉ thu hoạch được một lần trong đời. Anh ấy hy vọng “những cây giống ưu tú” của Living Carbon sẽ cho phép anh ấy trồng những cây ở vùng đất thấp và kiếm tiền nhanh hơn. Ông nói: “Chúng tôi đang thực hiện vòng quay gỗ từ 50 đến 60 năm và chúng tôi đang cắt giảm một nửa. “Đó hoàn toàn là một đôi bên cùng có lợi.”

    Vince Stanley, who has a dark beard, stands in front of trees and underbrush wearing a baseball cap, a button up shirt and khaki pants held up by a belt with a gold-colored buckle.
    Những cây biến đổi đang được trồng trên đất của Vince Stanley, người đang hy vọng chúng sẽ cho phép ông cắt đôi vòng quay gỗ bình thường từ 50 đến 60 năm.

    Patrick Mellor, with long brown hair and a light beard, stands against a blue sky wearing a green t-shirt under an olive hooded sweatshirt, which is under a blue fleece that is unzzipped.

    Patrick Mellor, người đồng sáng lập Living Carbon, đã thành lập công ty với Maddie Hall trong nỗ lực sử dụng cây cối để chống biến đổi khí hậu.

    Các nhà di truyền học về rừng ít lạc quan hơn về cây của Living Carbon. Andrew Newhouse, người chỉ đạo dự án hạt dẻ nhân tạo tại Đại học Khoa học Môi trường và Lâm nghiệp SUNY, cho biết các nhà nghiên cứu thường đánh giá cây trong các thử nghiệm trên cánh đồng hạn chế trước khi chuyển sang trồng quy mô lớn. Ông nói: “Tuyên bố của họ có vẻ táo bạo dựa trên dữ liệu rất hạn chế trong thế giới thực.

    Steve Strauss, một nhà di truyền học tại Đại học bang Oregon, đồng ý với nhu cầu xem dữ liệu thực địa. Ông nói: “Kinh nghiệm của tôi trong nhiều năm là nhà kính hầu như không có ý nghĩa gì” về triển vọng ngoài trời của những cây có sinh lý đã bị biến đổi. “Các nhà đầu tư mạo hiểm có thể không biết điều đó.”

    Tiến sĩ Strauss, người trước đây từng phục vụ trong ban cố vấn của Living Carbon, đã trồng một số cây giống của công ty từ năm ngoái như một phần của thử nghiệm thực địa do công ty tài trợ. Ông cho biết những cây này đang phát triển tốt, nhưng vẫn còn quá sớm để nói liệu chúng có vượt xa những cây chưa được chỉnh sửa hay không.

    Ngay cả khi họ làm như vậy, Living Carbon sẽ phải đối mặt với những thách thức khác không liên quan đến sinh học. Mặc dù việc phá hủy hoàn toàn cây biến đổi gen đã giảm bớt một phần nhờ việc thực thi luật nghiêm ngặt hơn đối với các hành vi khủng bố sinh thái, nhưng cây vẫn gây ra sự lo lắng trong thế giới lâm nghiệp và môi trường. Các tổ chức lớn chứng nhận rừng bền vững cấm cây kỹ thuật số từ những khu rừng được họ chấp thuận; một số còn cấm các công ty thành viên trồng cây kỹ thuật ở bất cứ đâu. Cho đến nay, quốc gia duy nhất được biết là đã trồng một số lượng lớn cây biến đổi gen là Trung Quốc.

    Sở Lâm nghiệp Hoa Kỳ, nơi trồng một số lượng lớn cây mỗi năm, đã nói rất ít về việc liệu họ có sử dụng cây nhân tạo hay không. Dana Nelson, một chuyên gia cho biết, để được xem xét trồng trong các khu rừng quốc gia, chiếm gần 1/5 diện tích đất lâm nghiệp của Hoa Kỳ, cây của Living Carbon cần phải phù hợp với các kế hoạch quản lý hiện có, thường ưu tiên sức khỏe và sự đa dạng của rừng hơn là giảm lượng carbon trong khí quyển. nhà di truyền học với dịch vụ. Tiến sĩ Nelson nói: “Tôi thấy khó tưởng tượng rằng nó sẽ phù hợp tốt với một khu rừng quốc gia. 

    nhận dạng.

    Living Carbon hiện đang tập trung vào đất tư nhân, nơi nó sẽ gặp ít trở ngại hơn. Cuối mùa xuân này, nó sẽ trồng cây dương trên các mỏ than bỏ hoang ở Pennsylvania. Vào năm tới, bà Hall và ông Mellor hy vọng sẽ trồng được hàng triệu cây xanh.

    Bay and Black Gum trees reflected in the water beneath them.

    Để tạo ra một dòng thu nhập không phụ thuộc vào đầu tư mạo hiểm, công ty đã bắt đầu tiếp thị các khoản tín dụng dựa trên carbon mà cây của họ sẽ hấp thụ. Tuy nhiên, tín dụng carbon gần đây đã bị chỉ trích và tương lai của ngành đó đang bị nghi ngờ.

    Và để tránh những lo ngại về môi trường, các cây dương biến đổi của Living Carbon đều là cây cái, vì vậy chúng sẽ không tạo ra phấn hoa. Mặc dù chúng có thể được thụ phấn bởi cây hoang dã và tạo ra hạt giống, nhưng ông Mellor nói rằng chúng không có khả năng lây lan vào tự nhiên vì chúng không sinh sản với các loài dương phổ biến nhất ở Đông Nam Bộ.

    Chúng cũng đang được trồng bên cạnh những cây bản địa như kẹo cao su ngọt, cây hoa tulip và cây bách hói, để tránh những hàng cây giống hệt nhau về mặt di truyền được gọi là độc canh; cây dương không biến đổi gen đang được trồng làm đối chứng thử nghiệm. Bà Hall và ông Mellor mô tả việc trồng trọt của họ vừa là dự án thí điểm vừa là thử nghiệm nghiên cứu. Các nhà khoa học của công ty sẽ theo dõi sự phát triển và sống sót của cây.

    Hình ảnh
    Cây con của Living Carbon đang được trồng trên đất tư nhân của Vince Stanley, bao gồm 25.000 mẫu Anh có rừng.

    Các biện pháp như vậy không có khả năng làm dịu những người phản đối các sinh vật biến đổi gen. Mùa xuân năm ngoái, Dự án Sinh thái Tư pháp Toàn cầu đã lập luận rằng cây của Carbon Sống có thể gây hại cho khí hậu bằng cách “can thiệp vào các nỗ lực bảo vệ và tái tạo rừng”.

    Anne Petermann, giám đốc điều hành của tổ chức cho biết: “Tôi rất sốc khi họ tiến hành quá nhanh” để trồng một số lượng lớn cây biến đổi gen trong tự nhiên. Cô ấy nói rằng những rủi ro tiềm ẩn đối với hệ sinh thái lớn hơn cần được hiểu rõ hơn.

    Tiến sĩ Ort của Đại học Illinois đã bác bỏ những lo ngại về môi trường như vậy. Nhưng anh ấy nói rằng các nhà đầu tư đang nắm lấy cơ hội lớn đối với một cái cây có thể không đáp ứng được kỳ vọng của người tạo ra nó.

    “Nó không phải là không thú vị,” anh nói. “Tôi chỉ nghĩ rằng nó có rủi ro rất cao.”

    Zalo
    Hotline