Κλιματική αλλαγή: Τα συνθετικά μικρόβια έρχονται να την πολεμήσουν!

Καθώς η κλιματική αλλαγή επιταχύνεται, ένα πολλά υποσχόμενο επιστημονικό πεδίο, η συνθετική βιολογία, αναζητά τη λύση για την αποτελεσματικότερη αντιμετώπισή της στη δημιουργία έμβιων όντων, που δεν ενυπάρχουν στη ​​φύση, είναι όμως εμπνευσμένα από αυτή και θα «πολεμήσουν» για τη διατήρησή της.

Δεν μπορούμε να τα διακρίνουμε με γυμνό μάτι, διότι το μέγεθός τους είναι μικρότερο από 0,1 χιλιοστό του μέτρου, ενώ κάνουμε τα πάντα για να τα αποφύγουμε ή να τα εξουδετερώσουμε. Ωστόσο, τα μικρόβια, καθώς είναι ικανά να επιβιώνουν ακόμα και στα πιο ακραία περιβάλλοντα, κυριαρχούσαν στη Γη πολύ πριν από τον άνθρωπο.

Γι’ αυτό, εδώ και δεκαετίες οι μικροοργανισμοί αυτοί έχουν «κερδίσει» την εκτίμηση της επιστημονικής κοινότητας ως «οι καλύτεροι χημικοί στον κόσμο», μιας και μπορούν να μετατρέψουν απλά σάκχαρα και ενώσεις σε σύνθετες χημικές ουσίες. Καθόλου τυχαία λοιπόν, σήμερα αποτελούν πηγή έμπνευσης για τη δημιουργία μικροσκοπικών έμβιων «ρομπότ», τα οποία θα στρατολογηθούν, προκειμένου να πολεμήσουν την κλιματική αλλαγή!

Μία «αόρατη λύση» για την κλιματική αλλαγή;

Καθώς η κλιματική αλλαγή επιταχύνεται, διαγράφεται ολοένα και επιτακτικότερη η ανάγκη για μεγαλύτερη μείωση των εκπομπών και των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Ένα πολλά υποσχόμενο πεδίο βιοτεχνολογίας, το οποίο ονομάζεται συνθετική βιολογία, επεξεργάζεται –και μάλιστα εντατικά– καινοτόμες λύσεις προκειμένου να το πετύχει.

Είναι ενδεικτικό, σύμφωνα με τα ευρήματα πρόσφατης έρευνας¹, ότι η νέα αυτή βιοτεχνολογία θα μπορούσε να αποτρέψει έως και 30 γιγατόνους εκπομπών άνθρακα. Δηλαδή, περισσότερο άνθρακα από ό,τι έχουν εκπέμψει ποτέ όλα τα επιβατικά αυτοκίνητα στην ιστορία της ανθρωπότητας!

Μπορεί, λοιπόν, μέχρι σήμερα να αναζητούσαμε λύσεις για την κλιματική αλλαγή στην ηλεκτροκίνηση, την «πράσινη» ναυτιλία και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ωστόσο, η πλέον αποτελεσματικότερη από αυτές, ίσως να είναι στην πραγματικότητα αόρατη με γυμνό μάτι!

Η συνθετική βιολογία «ανατρέπει» το σενάριο της φύσης

Η συνθετική βιολογία, η οποία συχνά περιγράφεται και ως η «μηχανική της ζωής», είναι ένα διεπιστημονικό πεδίο έρευνας που επιδιώκει να δημιουργήσει νέα βιολογικά υλικά και συστήματα ή να επανασχεδιάσει εκείνα που ήδη βρίσκονται στη φύση.

Σε αντίθεση με τη γενετική τροποποίηση, η οποία ασχολείται με την προσθήκη, την αφαίρεση ή την αλλαγή γονιδίων, με στόχο την μετατροπή των χαρακτηριστικών ενός οργανισμού, η συνθετική βιολογία στοχεύει στον επανασχεδιασμό του «λειτουργικού συστήματος» των κυττάρων του. Δηλαδή, οι επιστήμονες και οι επιστημόνισσες δεν τροποποιούν απλώς τη φύση – χρησιμοποιούν, κατά κάποιο τρόπο, το DNA ως γλώσσα προγραμματισμού, προκειμένου να κατασκευάσουν βιολογικά όντα που δεν ενυπάρχουν στη ​​φύση.

Στο πεδίο της κλιματικής αλλαγής, αυτό συνεπάγεται τη δημιουργία συνθετικών μικροβίων, τα οποία θα προγραμματίζονται ώστε να εκτελούν εργασίες που θα βοηθούν στον περιορισμό των εκπομπών άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Πώς θα γίνει αυτό; Αν και η εν λόγω τεχνολογία βρίσκεται σε αρχικά στάδια, εκτιμάται ότι θα λειτουργεί αναδρομολογώντας τις μεταβολικές οδούς των μικροοργανισμών. Δηλαδή, ενώ στη φύση, τα περισσότερα μικρόβια καταναλώνουν σάκχαρα και εκπνέουν διοξείδιο του άνθρακα, η συνθετική βιολογία φιλοδοξεί να ανατρέψει το σενάριο: Να κατασκευάσει μικρόβια τα οποία θα καταναλώνουν διοξείδιο του άνθρακα ή μεθάνιο και θα μετατρέπουν τους ρύπους αυτούς σε κάτι χρήσιμο, όπως βιοδιασπώμενα πλαστικά, βιοκαύσιμα ή ακόμα και ορυκτά.

Τα υπέρ και τα κατά

Όπως προέκυψε από τις έρευνες που διεξάγει το Ερευνητικό Κέντρο Συνθετικής Βιολογίας της Αυστραλίας, το κύριο πλεονέκτημα των τεχνητών μικροβίων είναι η αποτελεσματικότητά τους. Δεδομένου ότι αναπαράγονται εκθετικά, μια μικρή «καλλιέργεια εκκίνησης» μπορεί να εξελιχθεί σε ένα τεράστιο «βιομηχανικό εργατικό δυναμικό» μέσα σε λίγες μόνο ημέρες.

Και όχι μόνο. Κάποια από αυτά, ενδέχεται να είναι ιδιαίτερα αποδοτικά, μετατρέποντας το αέριο CO2 απευθείας σε σταθερά ανθρακικά πετρώματα, και αιχμαλωτίζοντας τον άνθρακα για εκατομμύρια χρόνια. Άλλες πάλι έρευνες, στοχεύουν στη δημιουργία μικροοργανισμών που θα ενισχύουν την αποδοτικότητα των καλλιεργειών απελευθερώνοντας μεγάλες εκτάσεις γεωργικής γης, ενώ ορισμένες ερευνητικές ομάδες ασχολούνται με τη σύνθεση οργανισμών που θα δύνανται να ενισχύουν την αποθήκευση άνθρακα σε υγροτόπους, ωκεανούς και άνυδρα οικοσυστήματα. Οι δυνατότητες είναι τόσες πολλές, που ακόμα και οι επιστημονικές ομάδες που τις ερευνούν δεν μπορούν ακόμη να συλλάβουν το εύρος τους.

Από την άλλη, όπως συμβαίνει και με την τεχνητή νοημοσύνη, ακόμα και η ονομασία της νέας αυτής τεχνολογίας εγείρει ανησυχίες για την ορθή χρήση και τη δυνατότητα περιορισμού της. Προτού αναλάβουμε το ρόλο των δημιουργών και συνθέσουμε νέα, έμβια όντα, ακόμα και μικροσκοπικά, θα πρέπει να αναρωτηθούμε ποιες θα είναι οι συνέπειες από τη συμβίωση μαζί τους. Τι μας εγγυάται ότι η απελευθέρωσή τους στη φύση δεν θα προκαλέσει μεγαλύτερα προβλήματα από όσα στοχεύει να λύσει;

Όσο αμέτρητες και αν είναι οι δυνατότητες της συνθετικής βιολογίας, άλλες τόσες είναι οι παράμετροι που πρέπει να ληφθούν υπόψη για την ασφαλή ανάπτυξη και αξιοποίησή της. Εντούτοις, εάν τα καταφέρουμε, τα νέα έμβια όντα που θα δημιουργήσουμε, αν και δεν ενυπάρχουν στη ​​φύση, θα είναι εμπνευσμένα από αυτή, προκειμένου να «πολεμήσουν» στο πλευρό μας για τη διατήρησή της.

¹The Global Decarbonisation Potential of Synthetic Biology