Της Αριάδνης-Παναγιώτας Φατσή,
Η επίλυση των περιβαλλοντικών προβλημάτων στις μέρες μας είναι μια εξίσωση με πολλούς αγνώστους. Είναι γεγονός ότι τα προηγούμενα χρόνια έχουν γίνει πολλά λάθη που χρειάζεται πλέον να διορθωθούν. Μια λύση σε αρκετά από αυτά τα ζητήματα δείχνει να προσφέρει η συνθετική βιολογία (που, επίσης, αναφέρεται ως synbio). Η συνθετική βιολογία είναι ένας τομέας της επιστήμης, που περιλαμβάνει τον μηχανικό επανασχεδιασμό των οργανισμών για χρήσιμους σκοπούς, ώστε να αποκτούν νέες ικανότητες. Ερευνητές και επιχειρήσεις συνθετικής βιολογίας σε όλο τον κόσμο αξιοποιούν τη δύναμη της φύσης, για να λύσουν προβλήματα στην ιατρική, τη βιομηχανική παραγωγή και τη γεωργία. Η συνθετική βιολογία έχει εφαρμογές στην ανίχνευση και την αντιμετώπιση της ρύπανσης, στην ιατρική, αλλά και στην παραγωγή πιο φιλικών προς το περιβάλλον υλικών και καυσίμων.
Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ήδη για βιώσιμη παραγωγή βιοενέργειας, φαρμάκων και τροφίμων. Μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή του “synbio” είναι η χρήση του για τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα από βιομηχανικές εκπομπές. Το αέριο που δεσμεύεται, στη συνέχεια ανακυκλώνεται σε καύσιμα, χρησιμοποιώντας μικροοργανισμούς. Δυνητικά, τέτοιοι μετασχηματισμοί περιλαμβάνουν οφέλη που κυμαίνονται από την προστασία των απειλούμενων ειδών έως την παροχή συνθετικών εναλλακτικών λύσεων σε ζητήματα άγριας ζωής. Γίνονται πολλές προσπάθειες με χρήση συνθετικής βιολογίας για την προστασία και την αποκατάσταση της ποικιλότητας των ειδών με τη διατήρηση αυτών που απειλούνται, την αποκατάσταση των εξαφανισμένων ειδών και τον έλεγχο της εξάπλωσης αυτών που ζουν παρασιτικά. Οι συνθετικοί βιολόγοι μπορούν, επίσης, να βοηθήσουν στην προστασία της βιοποικιλότητας, κάνοντας τις καλλιέργειες και τα ζώα πιο ανθεκτικά στις ασθένειες. Αυτές οι δυνατότητες έχουν πολλαπλά οφέλη. Εξυπηρετούν ιδίως τους ερευνητές που επιδιώκουν δρόμους που παλαιότερα δεν ήταν οικονομικά βιώσιμοι ή επιστημονικά εφικτοί. Μας βοηθούν, επίσης, να επιλύσουμε ορισμένα από τα πιο επιτακτικά προβλήματα της κοινωνίας, από τις μολυσματικές ασθένειες έως την ανάπτυξη φαρμάκων και τη βιωσιμότητα.
Η συνθετική βιολογία χρησιμοποιείται, παράλληλα, για την ανάπτυξη νέων προσεγγίσεων για την αντιμετώπιση των μολυσμένων αποβλήτων και τον καθαρισμό μολυσμένων περιοχών. Για παράδειγμα, όταν το ουίσκι παρασκευάζεται σε χάλκινους αποστακτήρες, οι προκύπτοντες εξαντλημένοι κόκκοι μολύνονται με ιόντα χαλκού. Συνθετικοί βιολόγοι στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, λοιπόν, κατασκευάζουν βακτήρια για να μετατρέψουν αυτά τα ιόντα χαλκού σε νανοσωματίδια χαλκού, που έχουν βιοϊατρικές χρήσεις. Οι καθαρισμένοι κόκκοι μπορούν, στη συνέχεια, να κομποστοποιηθούν ή να χρησιμοποιηθούν για ζωοτροφές. Οι μικροοργανισμοί, μάλιστα, έχουν χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση, την αναγνώριση και την ποσοτικοποίηση των περιβαλλοντικών ρύπων εδώ και δεκαετίες. Οι μικροβιακές βιοαισθητήρες που συντίθενται τώρα είναι σε θέση να στοχεύουν συγκεκριμένες τοξίνες, όπως το αρσενικό, το κάδμιο, ο υδράργυρος, το άζωτο, το αμμώνιο, τα νιτρικά, ο φώσφορος και τα βαρέα μέταλλα και να ανταποκρίνονται με διάφορους τρόπους. Μπορούν να κατασκευαστούν, έτσι ώστε να παράγουν ένα ηλεκτροχημικό, θερμικό, ακουστικό ή φωταυγές σήμα κατά την επαφή με τον καθορισμένο ρύπο.
Η συνθετική βιολογία θα μπορούσε να συμβάλει σε πολλούς Στόχους Βιώσιμης Ανάπτυξης. Αυτές οι συνεισφορές κυμαίνονται από την ανάπτυξη νέων προϊόντων, μέσω της εκμετάλλευσης βιολογικών υλικών (π.χ. πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, επιφανειοδραστικές ουσίες), έως νέες καινοτομίες που υποστηρίζουν την αποκατάσταση των υπηρεσιών οικοσυστήματος. Νέα προϊόντα, με βάση τη συνθετική βιολογία, θα μπορούσαν να παρέχουν ένα πιο περιβαλλοντικά φιλικό υλικό για τα ελαστικά των αυτοκινήτων, ώστε να μη χρειάζεται η παραγωγή τους από πετροχημικά υλικά, αλλά και καύσιμα από σάκχαρα και βιομάζα και βιοακρυλικά προϊόντα.
Τέσσερις τομείς στους οποίους η συνθετική βιολογία θα μπορούσε να συμβάλει περισσότερο είναι: α) η μείωση της χρήσης επιβλαβών βιομηχανικών χημικών ουσιών, παρέχοντας εναλλακτικές λύσεις βιολογικής βάσης, β) ο καθαρισμός περιβαλλοντικών ρύπων, γ) η αύξηση της παραγωγικότητας των καλλιεργειών και της υγείας του εδάφους και δ) η αντικατάσταση των συνθετικών, μη ανανεώσιμων υλικών, με εκείνα που προέρχονται από οργανικές πηγές.
Ωστόσο, για να επιτύχουμε τους Στόχους Βιώσιμης Ανάπτυξης του ΟΗΕ, πρέπει να πάμε αρκετά πιο πέρα από την απλή μείωση των εκπομπών. Θα πρέπει να αποκαταστήσουμε την οικολογική ισορροπία και να περιορίσουμε τη ρύπανση και τα πλαστικά απόβλητα από τις βιομηχανικές διαδικασίες και τις καθημερινές μας δραστηριότητες. Η πρόοδος στη συνθετική βιολογία θα είναι μόνο ένα μέρος της λύσης σε ορισμένες από τις πιο σοβαρές απειλές για το περιβάλλον, όπως η μείωση της χημικής και πλαστικής ρύπανσης, η ανακύκλωση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και η διατήρηση της βιοποικιλότητας.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Current Uses of Synthetic Biology, archive.bio.org, διαθέσιμο εδώ
- How Synthetic Biology Can Help the Environment, Columbia Climate School, διαθέσιμο εδώ
- Harnessing Synthetic Biology to Meet the 2030 UN Sustainable Development Goals, researchgate.net, διαθέσιμο εδώ
