유전자 조작 된 생명 공학 나무가 미국의 숲을 구하기위한 열쇠가 될 수 있음

중국에서 유전자 조작 된 아기와 멸종 위기에 처한 맘모스를 구하기위한 야심 찬 프로젝트에 비해 생명 공학 나무는 꽤 길다.

그러나 산림 건강에 대한 위협에 대처하기 위해 유전자 조작 나무를 숲으로 방출하는 것은 생명 공학의 새로운 개척지입니다. 분자 생물학의 기술이 발전 했음에도 불구하고 인간은 아직 관리되지 않는 환경에서 퍼지고 지속될 유전자 조작 식물을 아직 풀어 놓지 않았다. 유전자 조작 또는 유전자 조작 된 생명 공학 나무는 그 가능성을 제공합니다.

한 가지 분명한 사실은 우리 숲이 직면 한 위협이 많아서 이러한 생태계의 건강이 악화되고 있다는 것입니다. 미국 산림청의 2012 년 평가에 따르면 전국 숲의 약 7 %가 2027 년까지 나무 식생의 적어도 4 분의 1을 잃을 위험이 있습니다.이 견적은 그리 우려할만한 것이 아니지만 이전 견적보다 40 % 더 높습니다 단지 6 년 전에 만들었습니다.

2018 년에 여러 미국 연방 기관 및 미국 산림과 공동 기금의 요청으로 과학, 공학 및 의학의 국립 아카데미는 "숲의 건강에 대한 위협을 완화하기위한 생물 공학의 잠재적 인 사용 가능성을 조사하는위원회"를 구성했습니다. 저를 비롯한 신흥 생명 공학 분야의 사회 과학자 인 저를 비롯한 전문가들은 "생명 공학 기술을 숲에 적용하여 생태적, 윤리적, 사회적 영향을 파악하고 지식 격차 해소를위한 연구 과제를 개발해야한다"고 요청 받았다.

우리위원회 위원은 대학, 연방 기관 및 NGO 출신으로 분자 생물학, 경제학, 산림 생태학, 법, 수목 교배, 윤리학, 인구 유전학 및 사회학 등 다양한 분야를 대표했습니다. 이러한 모든 관점은 생물 공학을 이용하여 산림 건강을 향상시키는 데있어 많은 측면과 과제를 고려하는 데 중요했습니다.

미국의 숲에서의 위기

기후 변화는 빙산의 일각에 불과합니다. 숲은 더 높은 온도와 가뭄 및 더 많은 해충에 직면합니다. 재화와 사람들이 전 세계를 돌아 다니면서 더 많은 곤충과 병원체가 우리 숲에 끼어 들게됩니다.

우리는 산림 위협의 폭을 설명하기 위해 네 가지 사례 연구에 중점을 두었습니다. 에메랄드 재 보어는 아시아에서 도착하여 5 종의 재 나무에 심각한 사망률을 초래합니다. 미국의 토양에서 처음 발견 된 것은 2018 년 5 월 현재 31 개 주에 퍼졌습니다. 미국과 캐나다의 고지대에있는 종석과 기초 종인 Whitebark pine은 토착 산 소나무와 벌레에 의해 공격 받고 있습니다. 북부 미국과 캐나다의 화이트 바크 소나무의 절반 이상이 사망했습니다.

포플러 나무는 산림 제품 산업뿐 아니라 강가 생태계에도 중요합니다. 천연 곰팡이 병원체, Septoria musiva, 서북쪽으로 이동하여 태평양 북서부 숲에서 검은 목화의 자연 개체군을 공격하고 온타리오주의 하이브리드 포플러를 집중적으로 경작했습니다. 그리고 1800 년대 후반에 아시아에서 북미로 우연히 유입 된 악명 높은 밤나무 마름병이 수십억 개의 미국 밤나무를 휩쓸었다.

생명 공학을 구할 수 있습니까? 그럴까요?

복잡하다.

개체수를 줄이기위한 곤충 해충의 유전자 조작과 같이 숲에 생명 공학을 적용 할 수있는 가능성은 많지만 해충과 병원체에 저항 할 수있는 생명 공학 나무에 특히 중점을 두었습니다. 예를 들어, 유전 공학을 통해 연구자들은 유사하거나 관련이없는 종에서 곤충이나 곰팡이를 견딜 수있는 나무를 도울 수있는 유전자를 삽입 할 수있었습니다.

유전자 편집에 대한 관심과 열정이 이러한 문제에 대한 빠르고 쉬운 쉽고 저렴한 솔루션을 보장한다고 가정하는 것은 유혹스러운 일입니다. 그러나 생명 공학 나무를 만드는 것은 쉽지 않을 것입니다. 나무는 크고 수명이 길기 때문에 도입 된 형질의 내구성과 안정성을 테스트하는 연구는 비용이 많이 들고 수십 년이나 더 오래 걸릴 것입니다. 우리는 과일 파리와 겨자 공장과 같은 실험실의 즐겨 찾기에 비해 나무의 복잡하고 거대한 게놈에 대해서도 거의 알지 못합니다. 애기 장대.

또한 나무가 시간이 지남에 따라 생존하고 변화하는 환경에 적응해야하기 때문에 기존의 유전 적 다양성을 보존하고 "새로운"나무에 통합하는 것이 필수적입니다. 진화 과정을 통해 나무 개체군은 이미 다양한 위협에 대해 많은 중요한 적응을하고 있으며,이를 잃으면 재앙이 될 수 있습니다. 그래서 가장 훌륭한 생명 공학 나무조차도 궁극적으로 장기 생존을 보장하기 위해 사려 깊고 고의적 인 육종 프로그램에 의존 할 것입니다. 이러한 이유로 국립 과학 아카데미 과학 아카데미위원회는 생명 공학 연구뿐만 아니라 수목 사육, 산림 생태 및 인구 유전학 분야에서도 투자를 확대 할 것을 권고합니다.

감독 과제

이위원회는 EPA, USDA, FDA와 같은 기관들간에 생명 공학 제품에 대한 연방 정부의 감독을 배포하는 미국 생명 공학 규제 협조 체계가 산림 건강 증진을위한 생명 공학 목의 도입을 충분히 고려할 준비가되어 있지 않음을 발견했다.

가장 명백하게, 규제 당국은 유전 물질의 누출을 피하기 위해 생명 공학 현장 시험 기간 동안 항상 꽃가루와 종자를 봉쇄해야했습니다. 예를 들어, 유전자 변형 꽃가루가 현장 시험 기간 동안 경관을 가로 질러 날아 가지 않도록하기 위해 생명 공학 밤은 꽃 피는 것이 허용되지 않았다. 그러나 생명 공학 나무가 종자와 꽃가루를 통해 새로운 특성을 전파하여 경관에 해충 저항성을 도입하려는 경우 야생 번식에 대한 연구가 필요합니다. 이는 현재 생명 공학 나무가 완전히 규제가 해제 될 때까지 허용되지 않습니다.

현재의 틀의 또 다른 단점은 일부 생명 공학 나무가 특별한 검토를 전혀 요구하지 않을 수도 있다는 것이다. 예를 들어 미 농무부 (USDA)는 목재 밀도가 더 높아지도록 유 전적으로 조작 된 소엽 (loblolly) 소나무를 고려하도록 요청 받았다. 그러나 USDA의 규제 당국은 식물 해충 위험에 대한 감독으로 인해 생겨나 고 그 생명 공학 나무에 대한 규제 권한이 없다는 결론을 내렸다. CRISPR과 같은 새로운 도구를 사용하여 유전자를 편집하는 생물체에 관해서도 비슷한 질문이 남아 있습니다.

위원회는 미국의 규제가 산림 건강을 종합적으로 고려하지 못한다고 지적했다. 국가 환경 정책 법 (National Environmental Policy Act)이 도움이 되기는하지만, 일부 위험 및 많은 잠재적 이익은 평가되지 않을 수 있습니다. 이것은 생명 공학 나무뿐만 아니라 나무 번식, 살충제 및 현장 관리와 같은 해충 및 병원균에 대응하는 다른 도구의 경우입니다.

당신은 숲의 가치를 어떻게 측정합니까?

국립 과학, 공학 및 의학 학술지는 나무와 숲이 인간에게 가치를 제공하는 다양한 방법을 고려한 "생태계 서비스"프레임 워크를 제안합니다. 산림 제품 추출에서 휴양을위한 산림 사용, 삼림이 제공하는 생태 서비스 (수질 정화, 종 보호 및 탄소 저장)에 이르기까지 다양합니다.

위원회는 또한 산림 가치를 평가하는 몇 가지 방법이 생태계 서비스 프레임 워크에 맞지 않는다는 점을 인정했다. 예를 들어, 일부 사람들이 "내재적 가치"를 지니고있는 숲의 경우, 인간은 자신을 소중하게 여기고 가치를 지니 며, 보호하고 존중할 도덕적 의무를 암시합니다. "야생"과 "자연 스러움"의 문제도 드러납니다.

야생의 자연?

역설적으로 생명 공학 나무는 야생을 증가시키고 감소시킬 수 있습니다. 야생이 인간 개입의 부족에 달려 있다면, 생명 공학 나무는 숲의 야생성을 감소시킬 것입니다. 그러나 생태계에 고의적으로 도입 된 전통적으로 자란 잡종 나무도 마찬가지 일 것입니다.

야생 동물의 도입을 줄이거 나 생명 공학 작물의 도입 또는 중요한 종의 박멸은 어느 것입니까? 이 질문들에 대한 옳고 그른 대답은 없지만 기술을 사용하여 "자연"을 향상시키는 결정의 복잡성을 상기시켜줍니다.

이러한 복잡성으로 인해 National Academies of Sciences, Engineering and Medicine 보고서의 핵심 권고 사항이 지적됩니다. 숲, 생물 공학의 위험 및 잠재적 이익을 평가하는 방법에 대한 전문가, 이해 관계자 및 지역 사회 간의 대화 및 잠재력에 대한 복잡한 대중의 반응 이해 생명 공학 관련 개입을 포함한 개입. 이러한 프로세스는 존중하고, 신중하며, 투명하고 포괄적이어야합니다.

생명 공학 작물에 대한 2018 년 이해 관계자 워크샵과 같은 그러한 과정은 갈등을 없애거나 합의를 보장하지는 못하지만 전문 지식과 대중의 가치에 의해 정보가 제공되는 민주적 인 결정을 내릴 수있는 통찰력과 이해력을 창출 할 수있는 잠재력을 가지고있다.

이 기사는 원래 Jason A. Delborne의 The Conversation에 게시되었습니다. 여기에 원본 기사를 읽으십시오.