Post Syndicated from Михаил Ангелов original https://www.toest.bg/nauchni-novini-genetichni-redaktsii-raketi-i-sateliti/

Генетичните редакции скоро ще са в Европа

Три години след предложението на Европейската комисия да се преразгледа правната рамка, регулираща растенията, които са претърпели генетични редакции, то бе гласувано и прието в Европейския парламент.

Мерките като цяло следват предложението на Комисията и в тях са обособени две категории растения.

Първата обхваща растения, получени с помощта на новите геномни технологии, като CRISPR, в които няма големи намеси, например внасяне на ДНК от други видове или промяна на големи участъци от генома. В текста има няколко специфични ограничения: внасянето на ДНК може да става само когато то е достъпно и при класическа селекция (тоест от видове, които могат да се кръстосат) и промените не могат да са по-големи от 20 нуклеотида. За изтриването на участъци няма ограничение колко дълъг отрязък може да се премахне, но общият брой на всички промени също е ограничен до 20 броя.

Тези рамки са обект на дискусия, защото нямат ясно научно обяснение. Според Европейския орган за безопасност на храните това е консервативно ограничение, което цели намаляване на риска от нежелани ефекти, докато според някои критици на решението така се слагат сериозни пречки пред създаването на нови сортове, които да бъдат адаптирани към променящите се климатични условия.

Важно уточнение е, че от тази категория се изключват растения, които са устойчиви на хербициди и неприятели. Към момента устойчивостта и на двете се получава чрез вмъкване на чужда ДНК (обикновено бактериална) в генома на растенията. Например глифозатът – активното вещество в популярния „Раундъп“, нарушава синтеза на някои аминокиселини в растенията, като засяга един от ензимите, отговорни за това. Този ензим не се среща при животните, поради което пръскането не е токсично за тях.

За да станат растенията устойчиви, в тях се вмъква бактериална версия на същия ензим, която не се влияе от глифозата, и така тези растения оцеляват. Сходна е положението и при културите, устойчиви на насекоми – те отделят бактериален токсин, който засяга някои насекоми, хранещи се с тях, а е безвреден за животните. Има обаче възможност за създаване на устойчиви растения и без трансгенеза (вмъкване на чужда ДНК), например чрез свръхекспресия на дадени гени, които ще се окажат блокирани от по-широка употреба.

Като резултат от промените на територията на ЕС ще могат да се отглеждат свободно всички растения от категория 1, които на практика ще бъдат третирани като получените от конвенционална селекция. Новите правила водят и до друга съществена промяна – страните членки ще бъдат силно ограничени във възможността си да налагат местни закони, забраняващи отглеждането на растения от категория 1, каквито имаше в редица европейски държави, включително и в България, въпреки че сортовете бяха одобрени на европейско ниво. Това обаче не означава, че в държавата до момента не е имало ГМО продукти – например вносът на такива фуражи и суровини за хранителната промишленост е напълно легален.

Приемането им като еквивалентни на конвенционалните води и до това, че 

производителите няма да бъдат задължени да отбелязват на етикетите, че растенията и продуктите, в които са вложени, са били редактирани. 

Означение ще има само на посевния материал.

В особена ситуация се оказват фермерите, отглеждащи органични продукти. По регламент те нямат право да отглеждат растения от първата категория, но „случайното или технически неизбежното“ им наличие в посевите и продуктите няма да води до директно отнемане на органичния сертификат. Подобно „замърсяване“ може да стане след опрашване с полен от съседен посев или случайно разпръскване на семена, но поради характера на новите технологии откриването на редактиран сорт може да бъде изключително трудно – ако редакцията е минимална, тя няма да се различава от случайна мутация. 

Чисто решение няма и най-вероятно с времето ще има период на напасване и организиране на мерки за намаляване на риска. Производителите, които все още не го правят, ще трябва да започнат стриктно да пазят документацията за произхода на семената, които са използвали. Пространствената изолация от съседни посеви също може да помогне. Възможно е и създаването на своеобразни „молекулярни отпечатъци“ на новите сортове, които да ги каталогизират, подобно на сегашното спазване на правилата за различимост, хомогенност и стабилност (РХС), прилагани в конвенционалната селекция.

В научните среди няма консенсус и дали всъщност новите растения следва да бъдат изключени от органичното земеделие. Консервативните нагласи са, че в него трябва да продължи спазването на по-класически методи за отглеждане, с ограничени третирания и сортове, получени с помощта на старата селекционна школа. От друга страна, натискът на климатичните промени ще затруднява този тип земеделие, а възможността за използване на сортове, съобразени с новите условия, е подходящ начин за облекчаване на работата.

Растенията от категория 2, в които са извършени по-сложни намеси, остават под действащото стриктно законодателство и ще преминават през задължителна оценка на риска, издаване на разрешение на отглеждане, а след това проследяемост и обозначаване на етикетите както на семената, така и на продуктите, получени от такива суровини.

Наред с биологичната безопасност стои въпросът с икономическата.

Към момента в Европа е възможно патентоването на генетично модифицирани растения, стига промените да не са резултат от „естествен биологичен процес“. С оглед на новите правила такъв тип патенти обяснимо създават напрежение, предвид силната концентрация на семепроизводството в няколко световни гиганта – четири фирми (Bayer, Corteva, Syngenta и BASF) контролират над 50% от световния пазар. Това им дава значителна преднина, тъй като те вече имат големи отдели за разработка на сортове с помощта на новите инструменти за селекция. 

В началото на 2024 г. имаше предложение патентите за новите технологии да отпаднат напълно, но през декември 2025 г. то беше отхвърлено. Във вече приетите правила патентите са възможни, но селекционерите ще са длъжни да подават подробна патентна информация в публична база данни. Доброволно ще е съобщаването дали смятат да лицензират въпросната технология и при какви условия. Ще бъде създадена и експертна група, в която ще участват представители на държавите членки, Европейския патентен офис и Службата на Общността за сортовете растения. 

Една година след като правилата влязат в сила, Европейската комисия ще публикува проучване на ефекта от патентите върху иновациите, достъпа на фермерите до семена и конкурентоспособността на селекционерите в Европа, което ще послужи като основа за промяна на регулациите, ако бъдат открити проблеми.

Засега можем само да спекулираме как ще се развият събитията, но възможността за патентоване на технологии и модифицирани сортове повдига известни тревоги. В регламента е записано, че Комисията трябва да насърчава кодекс за поведение, прозрачност и честност в лицензирането, както и уреждане по взаимно съгласие на патентни спорове, особено с малки и средни компании и фермери. На хартия звучи добре, но доказването на случайно замърсяване е трудно, а съдебните процеси, произтичащи от това, са тромави, както е известно от популярното дело „Монсанто“ срещу Шмайзер.

По думите на докладчика Джесика Полфьорд 

това е историческа победа за европейските фермери и бъдещето на Европа. 

Според нея с дерегулацията на новите геномни технологии, които са безопасни и научно подкрепени, се подсигурява устойчивото развитие на земеделието в Европа, което дава възможност за създаване на съвременни сортове, по-устойчиви и по-малко зависими от пестициди.

До появата на подобни продукти има още време – предстои официалното приемане на текста от Европейския парламент, след което промените ще бъдат публикувани в Официалния вестник на ЕС и ще влязат в сила 20 дни след това. Пълното прилагане ще започне след 24 месеца, през които ще бъдат изготвени различните правилници, протоколи за наблюдение и други методики. Практически ефектите ще се усетят след средата на 2028 г.

Приземяване на ракети, приземяване на акции

Връщането на ракети беше интересна идея, която SpaceX успя да реализира преди 10 години, намалявайки значително разходите по извеждане на сателити в орбита.

Благодарение на тази иновация компанията се разви значително и стана един от най-важните космически оператори. Компанията на Илон Мъск успя да върне възможността на NASA да изпраща астронавти към Международната космическа станция, за което САЩ разчиташе на Русия и нейните ракети „Съюз“ в продължение на 9 години. В тази връзка, след като САЩ наложи санкции на Русия, директорът на „Роскосмос“ Дмитрий Рогозин коментира, че американците могат да използват трамплин, за да изстрелват астронавтите си. Последва саркастичният отговор на Мъск след първия полет на SpaceX до станцията: „Трамплинът работи.“

Но изглежда, че приземяването на ракетите изведнъж ще се превърне от уникален трик в обикновен ход – в рамките на около половин година към Falcon на SpaceX се присъединиха още няколко.

Миналия ноември ракетата New Glenn на Blue Origin – компанията, финансирана от Джефри Безос, се приземи на баржа, по подобие на подхода на SpaceX, след като успешно изпрати към Марс два апарата за NASA. Това са Blue и Gold в мисията EscaPADE, които ще изучават магнитосферата на планетата и как слънчевият вятър почти изцяло е заличил атмосферата ѝ. 

Към момента компанията планира да използва всяка ракета за поне 25 полета, което значително ще намали тяхната стойност. Впечатление направи и по-големият размер на ракетата, която е с около 10 метра по-висока от тази на SpaceX. В средата на април New Glenn полетя отново, оборудван с нови двигатели. Приземяването му беше успешно, но спътникът, който беше на борда, се оказа в по-ниска от очакваната орбита.

В началото на месеца успешно приземяване, отново на баржа, направи и китайската Long March 10B.

Подходът е малко по-различен – платформата се намира по пътя на ракетата, така че тя трябва да носи по-малко гориво за самото приземяване. Наред с това не е свободно стояща, а се захваща в плетеница от опънати телове, увисвайки в тях. Това помага за увеличаване на товарния ѝ капацитет, тъй като се спестява теглото на краката. 

Този пуск е важен за китайската космическа програма, тъй като е част от по-голямата цел на страната за човешко присъствие в Космоса. Пряк аналог на 10B е 10А, с разликата, че е предвидена да качва не товар, а хора до китайската космическа станция „Тиенгун“. Успешното приземяване значи, че това ще може да става по-често и евтино. Още по-амбициозна е идеята за съединяване на три такива ракети, които могат да изнесат в орбита горна степен, която има възможност да стигне до Луната.

Не е изключено от Китай да дойдат още изненади, защото в края на миналата година една частна китайска компания направи неуспешен опит за приземяване, последван от друга разновидност на Long March – 12A.

Успешни тестове се провеждат и в Япония. Миналата година Honda направи демонстрация на „подскок“ (hop), при който ракетата излита и се изкачва до 300 метра височина, а после се спуска и се приземява. Сходен прототип показа преди броени дни и японската космическа агенция JAXA. Той се изкачи до няколко метра, след което се придвижи хоризонтално и се приземи. Макар и далеч по-малки по размери в сравнение с нормалните ракети носители, тези прототипи показват ясно, че скоро преизползването им ще стане рутинно за повечето космически агенции и компании.

Китайският тест се състоя, когато цената на акциите на SpaceX падна стремглаво след изключително високото им позициониране при появата им на борсата, но най-вероятно между двете събития няма особена връзка.

Според подадените от SpaceX документи преди първоначалното публично предлагане на акциите ѝ само около 7% от стойността на компанията е свързана с космическата ѝ дейност и със сателитния интернет Starlink. От документите става ясно, че SpaceX, изглежда, основно е ИИ компания и високата цена за дял от нея отразява потенциала ѝ да извежда изчислителни центрове в Космоса. Илон Мъск не дава подробности как планира да изпълни тези обещания и да реши важните технически проблеми, които стоят пред реализирането на подобни изчислителни центрове. 

Може би най-голямото инженерно предизвикателство е отвеждането на отделената топлина. Макар Космосът често да се описва като студен, вакуумът е отличен изолатор. Затова единственият начин космическият апарат да се охлажда е чрез излъчване на топлина в инфрачервения спектър посредством специални радиатори. Колкото по-голяма е изчислителната мощност на сателита, толкова повече отпадна топлина генерира той и толкова по-големи или по-ефективни радиатори са необходими.

Допълнително усложнение е слънчевото нагряване. Повечето части на апарата се покриват със специални отразяващи многослойни материали, но радиаторите не могат да бъдат изолирани по този начин, тъй като това би възпрепятствало работата им. Затова те обикновено се разполагат така, че да получават възможно най-малко пряка слънчева светлина.

От инженерна точка с много големи радиатори и подходяща конструкция на сателитите не е невъзможно идеята да се осъществи, но с наличните в момента технологии (включително микрочипове), изпълнението ще е много скъпо и ще изисква сглобяване на центровете в Космоса, подобно на Международната космическа станция. Алтернатива е изстрелването на повече по-малки изчислителни центрове, но това пък ще вдигне цената поради нуждата от повече ракети и повече шасита, а също така ще увеличи броя сателити в орбита. Последното не е за пренебрегване, защото астрономите вече се оплакват от голямата флотилия спътници, обслужващи Starlink.

Междувременно SpaceX направи поредно тестово изстрелване на Starship – Flight 13. Този път на борда като тестови товар имаше няколко нови сателита Starlink V3, които се отделиха успешно от ракетата, но на суборбитална траектория, като след това се очакваше да изгорят в атмосферата. Самият Starship се представи добре, като най-впечатляващи бяха обръщането му в атмосферата – своеобразна проверка как се държат топлинните му щитове, и последващото меко кацане в океана. В бъдеще тези кацания ще бъдат на ракетни площадки, така че ракетата да може да се преизползва. Носителят Super Heavy се справи с изнасянето на Starship към Космоса, но при кацането се задействаха само част от двигателите му и той направи „твърдо приземяване“ в океана. Този тест беше важен за компанията и за NASA, защото е част от програмата Artemis за изпращане на астронавти на Луната.

Веднъж месечно Михаил Ангелов – биолог, агроном и любим нърд от нашия екип, ни представя най-интересните скорошни новини от различни сфери на науката и обяснява защо тези постижения са толкова значими за света и човечеството. Или най-малкото – любопитни и забавни.