Jednou z nejvýznamnějších environmentálních zátěží spojených se současnou produkcí potravin jsou emise metanu z chovů dobytka. Metan působí jako silný skleníkový plyn, je produkován střevní mikrobiotou skotu a ovcí během procesu označovaného jako „enterická fermentace“. Vzhledem k velikosti sektoru živočišné výroby jsou tyto plyny uvolňovány v obrovském množství, což z nich činí jedny z hlavních příčin globálního oteplování. Možné řešení tohoto problému by mohly přinést výsledky bádání týmu vědců z University of California (UC), jehož členem je i laureátka Nobelovy ceny prof. Jennifer Doudna. Cílem jejich úsilí je využití nástroje cílené genetické modifikace CRISPR a znalostí metagenetiky k úpravě celých komplexních mikrobiomů kravského trávicího traktu pro snížení emisí metanu a udržitelnější budoucnost.

Trávicí trakt hospodářských zvířat (především skotu) představuje vhodnou niku pro mikroorganismy produkující metan a další plyny. Produkované plyny se pak uvolňují do atmosféry při říhání a dalších projevech plynatosti hovězího dobytka. V důsledku toho skot jako primární zemědělský zdroj metanu významně přispívá ke změně klimatu. Vytvoření účinných řešení ke zmírnění emisí metanu ze střevních systémů krav by tedy byl značně vítán. Jeden slibný přístup zahrnuje zavedení populací geneticky modifikovaných bakterií s omezenou schopností produkce metanu do kravského trávicího traktu.

Tomu se věnuje nově vzniklý multidisciplinární tým vědců z UC, který sdružuje odborníky v oblasti živočišné fyziologie, genetického inženýrství a mikrobiologie. Jejich hlavním cílem je vývoj spolehlivého nástroje, kombinujícího technologii CRISPR a znalostí metagenomiky, který by umožňoval přesné genetické modifikace v rámci komplexního genomu celé mikrobiální populace pro snížení produkce metanu. 

Následné fáze tohoto projektu budou zahrnovat vyhodnocení bezpečnosti a možných zdravotních důsledků nositelů takto upravených střevních mikrobiomů a testování jejich přímého využití v hospodářských zvířatech. Modifikované mikroorganismy budou orálně podávány telatům, v nichž pak přetrvají zbytek života, čímž bude zajištěna dlouhá životnost a dlouhodobé snížení emisí metanu s minimem nutnosti dalších zásahů. Kromě zmírnění emisí metanu a s tím spojeného příspěvku k boji proti změně klimatu by technologie CRISPR upravující genomy celých populací mohla znamenat  převrat pro mnohé další biotechnologické aplikace.

Zdroje:

• https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20158
• https://ourworldindata.org/emissions-by-sector#agriculture-forestry-and-land-use-18-4
• https://www.epa.gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases#methane

Zdroj článku: BIOTRIN