ศัตรูพืช "ย่อยไม่ได้" แต่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์? การแก้ไขยีนเปิดทางสู่การเกษตรยุคใหม่

ศัตรูพืชมีอาหารอันโอชะ แต่สำหรับมนุษย์เป็นอาหารหลัก - เฟสใหม่ของ "สงครามแป้ง"

ข้าวโพด ข้าวสาลี ถั่ว กาแฟที่ปลูกทั่วโลก
สำหรับธัญพืชเหล่านี้ แป้งเป็นเหมือนกระปุกออมสินพลังงาน ในทางกลับกัน สำหรับศัตรูพืชที่ชื่นชอบแป้ง เช่น มอดและด้วงต่างๆ แป้งกลายเป็น "บุฟเฟ่ต์กินได้ไม่อั้น"Phys.org

การวิจัยที่เพิ่งได้รับการแนะนำใน Phys.org พยายามนำอาวุธใหม่เข้าสู่ "สงครามแป้ง" ด้วยการแก้ไขยีน ทีมงานนานาชาติจากบริษัทวิจัยการเกษตรของบราซิล (EMBRAPA) และศูนย์วิจัยจีโนมสภาพภูมิอากาศ (GCCRC) ได้ตีพิมพ์บทความใน Biotechnology Journal ที่กล่าวถึงแนวคิดในการเสริมสร้าง "ระบบป้องกันแป้ง" ที่พืชมีตามธรรมชาติผ่านการแก้ไขยีน เพื่อสร้างเมล็ดพันธุ์ที่ "ไม่อร่อยและย่อยไม่ได้" สำหรับศัตรูพืชPhys.org

เกราะที่มองไม่เห็น "สารยับยั้ง α-อะไมเลส" คืออะไร

ศัตรูพืชต้องการเอนไซม์ที่เรียกว่า "α-อะไมเลส" ในการย่อยแป้ง ซึ่งทำหน้าที่เหมือน "กรรไกร" ที่ตัดสายแป้งให้กลายเป็นน้ำตาล

เมล็ดของพืชตระกูลถั่วป่าและพืชอื่นๆ มีโปรตีนยับยั้ง α-อะไมเลส ซึ่งขัดขวางการทำงานของกรรไกรนี้ ทำให้ศัตรูพืชไม่สามารถดูดซับสารอาหารได้อย่างเพียงพอ ส่งผลให้การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ถูกขัดขวางพืชจึงเหมือนกับการเคลือบเมล็ดด้วย "สารที่ไม่เป็นพิษแต่ย่อยยาก"Phys.org

อย่างไรก็ตาม เราได้ใช้เวลาหลายปีในการปรับปรุงพันธุ์ถั่วและธัญพืชให้ "ย่อยง่ายและอร่อยสำหรับมนุษย์" ทีมวิจัยชี้ว่าในกระบวนการนี้ โปรตีนยับยั้งเหล่านี้อาจลดลงPhys.org

การค้นหาที่ต่อเนื่องมาตั้งแต่ปี 2000

บทความสรุปนี้ได้รวบรวมงานวิจัยที่สะสมมาในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาในสาขานี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง

• การค้นหายีนที่สร้างโปรตีนยับยั้ง α-อะไมเลสจากพืชต่างๆ

• การประเมินประสิทธิภาพของสารยับยั้งนี้ต่อศัตรูพืชและสัตว์แต่ละชนิด

• การพัฒนาพืชดัดแปลงพันธุกรรม (GMO) ที่สร้างสารยับยั้งจำนวนมาก

• สถานการณ์การได้รับสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้อง

เป็นขั้นตอนที่กล่าวถึงPhys.org

เป้าหมายหลักคือ มอดและด้วงที่กินธัญพืชที่เก็บรักษาไว้นาน พวกมันเกิดในฝักและถูกขนส่งไปยังโกดังพร้อมกับธัญพืช ทำให้เกิดการสืบพันธุ์ต่อเนื่อง เกษตรกรทั่วโลกประสบกับโศกนาฏกรรมที่เมื่อเปิดถุงแล้วพบว่าภายในเต็มไปด้วยผงPhys.org

ทำไม "GMO แบบดั้งเดิม" ถึงไม่เพียงพอ

ถ้าเช่นนั้น เราควรสร้าง GMO ที่มีการใส่ยีนโปรตีนยับยั้งจากภายนอกให้มากขึ้นหรือไม่? แต่มีอุปสรรคใหญ่

พืชดัดแปลงพันธุกรรมแบบดั้งเดิมคือการนำยีนจากสิ่งมีชีวิตอื่นมาใส่ในจีโนมของพืช แม้ว่าจะมีความสอดคล้องทางวิทยาศาสตร์ แต่ความต้านทานต่อ "อาหารที่มียีนจากชนิดอื่น" ยังคงมีอยู่มาก นอกจากนี้ GMO ยังต้องผ่านการตรวจสอบอย่างเข้มงวดในหลายประเทศ ทำให้ค่าใช้จ่ายและเวลาพัฒนาเพิ่มขึ้นPhys.org

CTNBio (คณะกรรมการเทคนิคความปลอดภัยทางชีวภาพแห่งชาติ) ของบราซิล ซึ่งดูแลนโยบายความปลอดภัยทางชีวภาพ อาจไม่ถือว่าพืชที่มีการแก้ไขยีนของตัวเองโดยไม่ใส่ยีนจากชนิดอื่นเป็น GMOPhys.org

นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับบริษัทหากสามารถได้ความต้านทานต่อศัตรูพืชแบบเดียวกัน การลงทุนในพืชที่ได้รับการแก้ไขยีนซึ่งถือว่าเป็น "ไม่ใช่ GMO" และมีภาระการกำกับดูแลน้อยกว่าจะง่ายกว่า

การเพิ่มประสิทธิภาพ "กลไกการป้องกันที่มีอยู่แล้ว" ด้วย CRISPR

เทคโนโลยีการแก้ไขยีนที่เรียกว่า CRISPR จึงเข้ามามีบทบาท ซึ่งเป็นวิธีการใส่ "กรรไกรโมเลกุล" ในตำแหน่งที่ต้องการบน DNA เพื่อเปลี่ยนแปลงลำดับเบส โดยไม่จำเป็นต้องใส่ยีนจากชนิดอื่น

แผนการที่ทีมวิจัยวาดไว้มีความเรียบง่าย

1. ระบุยีนที่สร้างโปรตีนยับยั้ง α-อะไมเลสหรือบริเวณควบคุมจากจีโนมของพืช

2. ใช้ CRISPR เพื่อเสริมสร้าง "สวิตช์" ของยีนหรือเปลี่ยนแปลงลำดับกรดอะมิโนเล็กน้อยเพื่อเพิ่มความสามารถของโปรตีน

3. ผลลัพธ์คือการสร้างสารยับยั้งที่มีประสิทธิภาพต่อเอนไซม์ย่อยของศัตรูพืช แต่ไม่ส่งผลต่ออะไมเลสของมนุษย์หรือสัตว์เลี้ยง

พืชที่เกิดขึ้นจะกลายเป็น "อาหารที่กินแล้วไม่อ้วน" สำหรับศัตรูพืช ลดความเสียหายลงมาก ในขณะที่ยังคงเป็นอาหารที่ปลอดภัยและย่อยง่ายสำหรับมนุษย์และสัตว์เลี้ยงPhys.org

ศัตรูพืชที่ถูกเล็งเป้าหมาย

บทความสรุปได้ยกตัวอย่างศัตรูพืชต่อไปนี้Phys.org

• มอดและด้วง (Bruchids): กินถั่วในฝักและทำให้ถั่วที่เก็บรักษาไว้กลวงจากภายใน

• ด้วง Anthonomus grandis: วางไข่ในดอกตูมของฝ้าย ลดคุณภาพและปริมาณเส้นใย

• ด้วง Hypothenemus hampei: ตัวอ่อนกินเมล็ดในผลกาแฟ เป็นศัตรูพืชที่สร้างปัญหาให้กับแหล่งปลูกกาแฟทั่วโลก

พวกมันล้วนเป็นแมลงที่ชอบกินเมล็ด ดอกตูม และผลไม้ที่มีแป้งและน้ำตาลสูง หากสามารถเพิ่มโปรตีนยับยั้งที่มีประสิทธิภาพต่อ α-อะไมเลสของพวกมันได้ ก็อาจลดการพึ่งพายาฆ่าแมลงและควบคุมความเสียหายได้อย่างยั่งยืน

จะได้รับการยอมรับอย่างไรในโลกที่ไม่ชอบ GMO

แล้วแนวคิดนี้จะได้รับการยอมรับอย่างไรในสังคม?
บนโซเชียลมีเดีย มีการแสดงความเห็นหลากหลายทันทีที่ข่าวนี้ถูกเผยแพร่ (ต่อไปนี้เป็นภาพรวมของแนวโน้มการอภิปราย)

1. เสียงบวกจากกลุ่มที่สนใจสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน

บน X (เดิมคือ Twitter) มีการโพสต์จากบัญชีที่สนใจปัญหาสิ่งแวดล้อมและการเกษตรที่ยั่งยืนในโทนนี้

"ถ้าสามารถควบคุมศัตรูพืชได้โดยไม่ต้องพึ่งพายาฆ่าแมลงก็ยินดี การออกแบบให้ไม่ส่งผลต่ออะไมเลสของมนุษย์อย่างระมัดระวังก็เป็นสิ่งที่น่าชื่นชม"
"ในขณะที่มีการกล่าวว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะเพิ่มความเสียหายจากศัตรูพืช การเพิ่ม 'ความสามารถในการป้องกันตัวเอง' ของพืชเป็นวิธีที่สมเหตุสมผล"

การพ่นยาฆ่าแมลงไม่เพียงแต่มีค่าใช้จ่ายสูง แต่ยังส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศและสุขภาพของผู้ทำงานในไร่ด้วยดังนั้น "ถ้าสามารถลดการใช้ยาฆ่าแมลงได้ การแก้ไขยีนก็เป็นทางเลือกที่ควรพิจารณา"ได้รับการสนับสนุนในระดับหนึ่ง

2. ความระมัดระวังจากกลุ่มที่ใส่ใจความปลอดภัยของอาหาร

ในขณะเดียวกัน ชุมชนที่ใส่ใจความปลอดภัยของอาหารและข้อมูลสุขภาพแสดงความกังวลซ้ำๆ เช่นนี้

"α-อะไมเลสยับยั้งจะไม่ส่งผลต่อการย่อยของมนุษย์จริงหรือ? มีข้อมูลการบริโภคระยะยาวหรือไม่?"
"การไม่ถือว่าเป็น GMO เพื่อผ่อนปรนกฎระเบียบเป็นประโยชน์ต่อบริษัทมากเกินไปหรือเปล่า? จะทำอย่างไรกับการติดฉลาก?"

สำหรับผู้ที่เคยผ่านการโต้เถียงเรื่อง GMO มาก่อน ความรู้สึกไม่สบายใจต่อเหตุผลที่ว่า "ไม่มียีนจากชนิดอื่นจึงโอเค" หรือ "ดังนั้นไม่ใช่ GMO" ยังคงมีอยู่จำเป็นต้องแยกแยะระหว่าง "ปัญหาการติดฉลาก" และ "ปัญหาความปลอดภัยที่แท้จริง"

3. มุมมองที่มองว่า "ท้ายที่สุดก็เพื่อผลประโยชน์ของบริษัท?"

โดยเฉพาะจากผู้ใช้ในยุโรปและบางส่วนของญี่ปุ่น ความไม่ไว้วางใจต่อบริษัทข้ามชาติยังคงมีอยู่##HTML