Livet har förvandlat vår värld under miljarder år och förvandlat en död sten till den frodiga, bördiga planet vi känner idag. Men mänsklig aktivitet förvandlar för närvarande jorden igen, denna gång genom att släppa ut växthusgaser som driver fram dramatiska förändringar i vårt klimat.
Tänk om vi kunde utnyttja kraften hos levande organismer för att hjälpa till att tygla klimatförändringarna? Området "ingenjörsbiologi", som använder genetisk teknologi för att konstruera biologiska verktyg för att lösa specifika problem, kanske kan hjälpa.
Den kanske mest dramatiska framgången hittills för detta begynnande område är mRNA-vaccinerna som hjälpte oss att klara av covid-pandemin. Men ingenjörsbiologi har en enorm potential, inte bara för att hjälpa oss att anpassa oss till klimatförändringarna, utan också för att begränsa uppvärmningen.
I vår senaste artikel i Nature Communications , gick vi igenom några av de många sätt som ingenjörsbiologi kan hjälpa till i kampen mot klimatförändringarna – och hur regeringar och beslutsfattare kan se till att mänskligheten skördar fördelarna med tekniken.
Vi identifierade fyra sätt som ingenjörsbiologi kan bidra till att mildra klimatförändringarna.
Det första är att hitta bättre sätt att tillverka syntetiska bränslen som direkt kan ersätta fossila bränslen. Många befintliga syntetiska bränslen är gjorda av högvärdiga grödor som majs och sojabönor som annars skulle kunna användas som mat, så bränslena är dyra.
En del teknisk biologi forskning utforskar sätt att göra syntetiskt bränsle från jordbruksavfall. Dessa bränslen kan vara billigare och miljövänligare, och kan därför hjälpa till att påskynda avkolningen.
Det skulle till exempel gå mycket snabbare för flygbolagen att minska koldioxidutsläppen från sina befintliga flottor genom att byta till syntetiska jetbränslen utan koldioxidutsläpp, snarare än att vänta på att ersätta sina flygplan med ännu inte utvecklade plan som körs på vätgas eller batterier.
Det andra är att utveckla kostnadseffektiva sätt att fånga upp utsläpp av växthusgaser (från industrianläggningar, konstruktion och jordbruk) och sedan använda detta avfall för "biotillverkning" av värdefulla produkter (som industrikemikalier eller biobränslen).
Den tredje är att ersätta utsläppsintensiva produktionsmetoder. Exempelvis använder flera företag redan "precisionsjäsning" för att producera syntetisk mjölk som undviker mejeriindustrins metanutsläpp. Andra företag har producerat mikrober som lovar att fixera kväve i marken och på så sätt bidra till att minska användningen av gödningsmedel som produceras från fossila bränslen.
Slutligen är den fjärde direkt fångar upp växthusgaser från luften. Bakterier konstruerade för att konsumera atmosfäriskt kol, eller växter som föds upp för att binda mer kol i sina rötter, skulle i teorin kunna bidra till att minska växthusgasnivåerna i atmosfären.
Utöver de tekniska och ekonomiska hindren är det oklart om dessa idéer någonsin kommer att få en social licens. Med tanke på den "science fiction-liknande" karaktären hos några av dessa framväxande klimatsvar är det viktigt att forskare är transparenta och lyhörda för allmänhetens attityder.
Hur realistiska är dessa idéer? Att ta ut en ny produkt på marknaden tar tid, pengar och noggrann forskning.
Ta solenergi, till exempel. Den första solcellen skapades på 1880-talet och solpaneler installerades på Vita husets tak 1979, men det tog många fler decennier av statligt stöd innan solenergi blev en kostnadseffektiv elkälla.
Den tekniska biologisektorn är för närvarande översvämmad av investerarkapital. De företag och projekt som lockar mest investeringar är dock de som har störst kommersiellt värde – vanligtvis inom medicin-, läkemedels-, kemi- och jordbrukssektorerna.
Däremot är det osannolikt att tillämpningar vars främsta fördel är att minska utsläppen av växthus kommer att locka till sig mycket privata investeringar. Till exempel är syntetiskt jetbränsle för närvarande mycket dyrare än traditionellt jetbränsle, så det finns ingen brådska med privata investerare som vill stödja kommersialiseringen av det.
Statligt (eller filantropiskt) stöd av något slag kommer att behövas för att vårda de flesta klimatvänliga tillämpningar genom den långsamma utvecklings- och kommersialiseringsprocessen.
Vilka tekniska biologitillämpningar förtjänar regeringarnas hjälp? Just nu är det oftast för tidigt att säga.
Politiker kommer att behöva kontinuerligt utvärdera de sociala och tekniska fördelarna med föreslagna tekniska biologitillämpningar.
Om ingenjörsbiologi ska spela en betydande roll för att bekämpa klimatförändringar, måste politikerna engagera sig skickligt med den över tiden.
Vi hävdar att statligt stöd bör innehålla fem element.
Först, fortsatt finansiering av den grundläggande vetenskapliga forskningen som genererar ny kunskap och nya potentiella begränsningsverktyg.
För det andra offentlig överläggning om tekniska biologitillämpningar. Vissa nya produkter – som precisionsjäst syntetisk mjölk – kan få acceptans med tiden även om de till en början verkar oattraktiva. Andra kanske aldrig får stöd. För att denna offentliga överläggning ska återspegla hela mänsklighetens intressen måste låg- och medelinkomstländer få expertis inom ingenjörsbiologi.
För det tredje bör regleringar anpassas till allmänhetens intresse. Regeringar bör vara uppmärksamma på möjligheten för befintliga industrier att försöka använda regler för att stänga ute nya konkurrenter. Till exempel kan vi se ansträngningar från djurbaserade jordbruksproducenter för att begränsa vem som kan använda ord som "mjölk" och "korv" eller att helt förbjuda labbodlat kött.
För det fjärde, stödja kommersialisering och uppskalning av lovande teknologier vars främsta fördel är att minska utsläppen av växthusgaser. Regeringar kan antingen finansiera detta arbete direkt eller skapa andra incitament – som koldioxidprissättning, skattelättnader eller miljöbestämmelser – som gör privata investeringar lönsamma.
För det femte bör långsiktiga upphandlingspolicyer övervägas där storskalig insats behövs för att uppnå klimatmålen. Till exempel ger US Inflation Reduction Act obegränsade skattelättnader för att stödja direkt luftfångst. Även om dessa incitament inte utformades med teknisk biologi i åtanke, är de tekniskt neutrala och kan därför mycket väl stödja det.
Regeringar är nu involverade i en global kapplöpning för att positionera sina länder som ledare i den framväxande gröna ekonomin. Australiens föreslagna "future made in Australia"-lagstiftning är bara ett exempel.
Andra regeringar har specifika planer för ingenjörsbiologi. Till exempel åtog Storbritannien 2 miljarder pund (3,8 miljarder dollar) förra året till en ingenjörsbiologistrategi, medan den amerikanska CHIPS and Science Act från 2022 krävde skapandet av ett National Engineering Biology Research and Development Initiative.
Om sådana insatser ska vara ekonomiskt och ekologiskt framgångsrika måste de arbeta med teknik som fortfarande utvecklas.
Kan beslutsfattare arbeta med den här typen av osäkerhet? Ett tillvägagångssätt är att utveckla sofistikerade bedömningar av potentialen hos olika teknologier och sedan investera i en mångsidig portfölj, med vetskap om att många av deras satsningar kommer att misslyckas. Eller så kan de skapa teknikneutrala instrument, som skattelättnader och omvända auktioner, och tillåta privat industri att försöka utse vinnare.
Ingenjörsbiologi lovar att bidra till ett stort steg upp i klimatbegränsning. Huruvida den lever upp till detta löfte kommer att bero på både allmänhetens och beslutsfattares stöd. Med tanke på hur höga insatserna är, finns det arbete för oss alla att göra när vi räknar med denna tekniks potential.
Mer information: Jonathan Symons et al, Ingenjörsbiologi och begränsning av klimatförändringar:policyöverväganden, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-46865-w
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
