CRISPR و سیر ممکن است از آروغ و باد شکم گاوهای مضر برای آب و هوا پیشگیری کنند
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در دیویس و موسسه جنومیک نوآورانه یک آزمایش چندساله را برای تغییر فرآیندهای گوارشی در معده گاوها انجام می‌دهند.
گاوها که به طور گسترده ای در سراسر جهان مصرف می‌شوند، مقدار قابل توجهی متان تولید می‌کنند که یک گاز گلخانه‌ای قدرتمند است و به ۳۰٪ از گرمایش جهانی کمک می‌کند.
این تیم از فناوری CRISPR برای تغییر ژنتیکی میکروب‌ها در معده گاوها با هدف کاهش یا حذف این انتشار متان استفاده می‌کند.
“این کاملاً نوآورانه است,” گفت ارمیا کبریب، استاد علوم دام در یوسی دیویس. “هیچ کس تاکنون آن را انجام نداده است.”
راه حل‌های احتمالی از مواد پاستا؟
به طور متوسط، یک گاو سالانه حدود ۲۲۰ پوند متان تولید می‌کند که تقریباً نصف انتشار یک خودرو معمولی است. براساس سازمان غذا و کشاورزی ، گاوها مسئول حدود ۴٪ از گرمایش جهانی هستند.
اگر تلاش‌های پژوهشگران موفقیت‌آمیز باشد، آن‌ها می‌توانند بزرگترین منبع انسانی متان را حذف کرده و تأثیر قابل توجهی بر روندهای گرمایش جهانی بگذارند.
در حالی که افزودن موادی مانند جلبک دریایی، آویشن، یا سیر به رژیم غذایی گاوها می‌تواند انتشار متان را تا ۸۰٪ کاهش دهد، این روش فقط برای حدود ۱۰٪ از گاوها در ایالات متحده—عمدتاً گاوهای شیرده که روزانه غذا می‌خورند—قابل عمل است.
همین وضعیت به صورت جهانی نیز صدق می‌کند. گاوهای باقی‌مانده، عمدتاً گاوهای گوشتی، در مراتع چرا می‌کنند و از علف و علف‌های خشک تغذیه می‌کنند. اعمال تغییرات رژیمی برای این میلیاردها گاو آزاد بع دشوار خواهد بود.
قرص های پروبیوتیک نجات بخش
انتشار متان از آروغ‌های گاوها از میکروب های تولید گاز در سیستم گوارشی گاوها ناشی می‌شود. با تغییر ژنتیکی این میکروب‌ها برای تولید کمتر متان، پژوهشگران هدف دارند تا انتشارات را قبل از اینکه خارج شوند کاهش دهند.
“ما در تلاشیم تا یک راه حل برای کاهش متان پیدا کنیم که به راحتی قابل دسترسی و ارزان باشد، بدون محدودیت یا محدودیت، و که بتواند نه تنها به کالیفرنیا بلکه به صورت جهانی نیز ارائه شود,” گفت ماتیاس هس ، استاد علوم دام در یوسی دیویس.
پژوهشگران تصور می‌کنند که نوعی قرص پروبیوتیک ایجاد کنند که می‌تواند در گاوها از بدو تولد تجویز شود و ممکن است میکروبیوم آن‌ها را به صورت دائمی تغییر دهد. این رویکرد بر اساس موفقیت‌های پیشین در ویرایش ژنی، مانند تولید گاوهای بدون شاخ یا با پوست مقاوم به گرما است.
برخلاف آن تلاش‌ها، این پروژه میکروبیوم خود را هدف قرار می‌دهد، ارائه دهنده راه حلی بالقوه‌ای که می‌تواند در نژادهای مختلف گاوها اعمال شود.
چالش‌ها و مسیر پیش رو
یک قرص پروبیوتیک طراحی شده برای کاهش انتشار متان از گاوها می‌تواند بهره وری مزرعه را نیز افزایش دهد. گاوها تا ۱۲٪ از انرژی خود را از طریق آروغ‌های متانی از دست می‌دهند و سایر نشخوارکنندگان مانند گوسفندان و بزها نیز با چنین خساراتی روبرو هستند.
آزمایش های اولیه این پروبیوتیک در دانشگاه دیویس انجام خواهد شد، جایی که پژوهشگران با ردیابی آروغ‌های گاوها انتشار متان را مانیتور می‌کنند تا اثر بخشی درمان را ارزیابی کنند.
با این حال، چالش‌هایی در پیش روست. در حالی که دانشمندان توانسته‌اند توانایی ویرایش ژنتیکی میکروب‌ها را نشان دهند، تاکنون توانسته‌اند فقط بخشی کوچک از میکروب‌های معده گاوها را تغییر دهند. پژوهشگران هنوز ابزارهای ویرایش ژنتیکی میکروبی را توسعه می‌دهند و گونه های میکروبیوم را نقشه برداری می‌کنند، به طور مؤثر روش‌های خود را همانطور که پیشرفت می‌کنند می‌سازند.
علیرغم این نگرانی‌ها، مزایای احتمالی ویرایش میکروبی جدی هستند. متان نه تنها توسط گاوها بلکه توسط بزها، گوسفندان و حتی منابع طبیعی مانند پرmafrost قطبی و تالاب‌های معتدل نیز تولید می‌شود. نتایج به دست آمده از این پژوهش می‌تواند به مداخلات برای سایر حیوانات و اکوسیستم‌ها منجر شود، بر اساس گفته‌های پژوهشگران .
