과학이 우리가 좋아하는 와인을 구할 수 있습니까?
샤르도네 세계에서 가장 인기 있고 인정받는 와인 중 하나입니다. 포도의 유전자는 본질적으로 수세기 전에 프랑스 동부의 한 식물에서 전승되었습니다. 이 유전 적 일관성은 포도를 알아볼 수있게 해주기 때문에 좋은 것으로 볼 수 있습니다. 그러나 그 유전자는 포도원에 흔한 해충과 질병을 포함하여 환경에 어떻게 반응하는지에 대한 책임도 있습니다.
이러한 세계적인 재앙 중 하나는 '노균병'으로 알려진 곰팡이와 유사한 병원균으로, 과일을 썩게하고 식물의 잎을 벗겨서 포도가 좋은 포도주로 발효하기에 충분한 설탕을 생산하지 못합니다.
포도 나무의 자생 지역에서 식물은 노균병 및 기타 질병에 대한 자연 저항력을 개발했을 수 있습니다. 그러나 와인 메이커가 새로운 와인 지역에서 고대 품종을 뜯어 먹을 때 포도 나무는 특히 지역 전염병에 취약 할 수 있습니다.
한 가지 예? 뉴저지. 이주는 특히 와인으로 유명하지 않을 수 있지만 최근 몇 년 동안 생산량이 증가했습니다. 중요한 문제는 뉴저지의 덥고 습한 여름, 부패에 대한 완벽한 조리법입니다.
Peter Oudemans, Rutgers University 식물 생물학 및 병리학과 교수 / 사진 제공 Rutgers University
Rutgers University의 식물 병리학자인 Peter Oudemans는“뉴저지의 모든 포도원은 노균병을 다루고 있습니다. '이것은 흔하고 매우 치명적인 질병입니다.'
노균병 더 나빠질 수 있습니다 같이 기후 변화가 변화 와인 지역 세계에서.
현재, 전통 농민과 유기농 농민 모두 가지 치기 및 살충제와 같은 관행을 조합하여 포도 나무를 질병없는 상태로 유지합니다.
뉴저지 와인 연구 및 교육 센터 (New Jersey Center for Wine Research and Education)에 따르면, 뉴저지에서 포도 재배자들은 노균병을 통제하기 위해 계절에 6 ~ 12 회 살균제를 살포합니다. 하지만 새로운 기술, CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats의 줄임말), 과학자들은 샤르도네의 유전자를 조정하여 노균병에 저항 할 수 있습니다.
하지만 또 다른 옵션이 있습니다. 샤르도네 팬들은 그것을 좋아하지 않을 수 있지만 포도를 버리고 새로운 지역 품종을 찾으십시오.
Rutgers의 식물 병리학 자이자 분자 생물학자인 Rong Di는“내 희망은 식물을 내부적으로 설계하여 감염을 줄일 수있는 것입니다. 그녀의 팀은 Dijon Chardonnay 76이라는 포도 품종에 대해 CRISPR을 테스트하고 있습니다.이 작업의 자금은 미국 농무부의 일부인 National Institute of Food and Agriculture에 있습니다.
'곰팡이는 항상 거기에있을 것입니다.'라고 Di는 말합니다. '하지만 식물이 저항력을 가질 수 있다면 너무 많이 뿌릴 필요가 없습니다.'
그러나 소비자는 오래된 전통을 구하기 위해 새롭고 때로는 논쟁의 여지가있는 기술을 받아들일까요? 그렇지 않다면 대안은 무엇입니까?
노균병의 영향을받는 포도 나무 포도 잎의 근접 촬영 ( 플라 스모 파라 비티 콜라 ) / 게티
CRISPR 포도
유전자는 생명체의 모양과 기능에 대한 지침을 제공하는 코드 인 생명의 기본 청사진입니다. 유전자도 유전됩니다. 전통적인 포도 번식에서 포도는 특정 특성을 갖기 위해 교차 번식됩니다.
그러나 전통적인 번식은 부진 할 수 있습니다. 하나의 의도 된 특성을 위해 번식하면 다른 중요한 특성을 잃을 수 있습니다. 예를 들어, 육종가가 포도의 환경 적합성을 개선하려고 할 때 포도의 풍미가 바뀔 위험이 있습니다.
“샤르도네는 전 세계적으로 높은 평가를 받고 있습니다. 사람들은 샤르도네의 맛을 알고 인식합니다.”라고 Oudemans는 말합니다. '이제 기존의 번식 측면에서 샤르도네를 엉망으로 만들면 더 이상 샤르도네가 아닐 수 있도록 풍미와 냄새 프로필을 변경할 것입니다.'
“재배자와 시장은 모두 Merlot, Chardonnay, Cabernet과 같은 인기있는 특정 품종을 수용 할 수있는 조건을 갖추고 있습니다. [내 포도]는 엘리트 품종과 비슷할 수 있지만 완전히 새로운 품종 일 수 있습니다.” —Bruce Reisch, 유전 학자, Cornell University
CRISPR은 근본적으로 다른 접근 방식을 취합니다. 종종 생물학적 워드 프로세서와 비교되는 일종의 유전자 편집입니다. 유전자가 코드 인 경우 CRISPR을 통해 과학자는 해당 코드의 작은 부분을 추가, 삭제 또는 대체 할 수 있습니다.
Di는 CRISPR을 사용하여 Chardonnay 유전자를 편집하여 포도 나무가 노균병에 저항하도록하여 본질적으로 특정 유전자를 차단하여 곰팡이가 식물을 잡기 어렵게 만드는 것을 목표로합니다.
변화하는 전통?
Di의 첫 번째 실험실 결과는 이미 출시 중이지만, 이것은 꽃 식물에 대한 개념 증명 실험입니다. 애기 장대 , 겨자와 관련이 있습니다. 과학자들은 Arabidopsis를 실험실 모델로 사용합니다. 부분적으로는 실내에서 자라기 쉽고 수명주기가 빠르기 때문입니다. Di에 따르면,이 식물의 CRISPR 버전은이 종에 고유 한 노균병 유형에 대해 '저항성을 보였습니다'.
CRISPR 포도가 실험실과 실험 온실에서 작동하려면 더 많은 실험이 필요합니다. 포도가 뉴저지 포도원에 도달하기까지 더 오래 걸릴 것입니다. 기술 현실과 소비자가 관행을 수용하는지 여부 외에도 기술은 규제 장애물 .
하지만 또 다른 옵션이 있습니다. 샤르도네 팬들은 그것을 좋아하지 않을 수 있지만 포도를 버리고 새로운 지역 품종을 찾으십시오.
코넬 대학의 유전 학자이자 포도 재배자 인 Bruce Reisch가 바로 그렇게하고 있습니다.
포도 꽃을 수분하는 Bruce Reisch / 사진 제공 : Cornell University
Reisch의 팀은 잘 알려지지 않은 와인 포도의 DNA를 조사하여 노균병 및 기타 질병에 자연적으로 저항하는 유전자를 찾고 있습니다. 그런 다음 과학자들은 저항성 포도와 잘 알려진 포도를 교배하여이 지역에서 맛있고 쉽게 자랄 수있는 자손을 만들었습니다.
Reisch는“재배자와 시장은 모두 특정 인기 품종 (Merlot, Chardonnay, Cabernet)을 수용 할 수있는 조건을 갖추고 있습니다. 그의 포도는 다릅니다. '그들은 엘리트 품종과 비슷한 특성을 가질 수 있지만 완전히 새로운 품종이 될 것입니다.'
이 알려지지 않은 포도에 대한 시장을 찾는 것은 어려울 수 있습니다. 와인 구매자는 새로운 것을 넘길 수 있습니다. 하지만 Reisch는 그만한 가치가 있다고 말합니다. 오늘날 인기있는 포도의 대부분은 가까운 사촌이며 질병에 취약하며 살충제 없이는 재배하기 어렵습니다.
더 많은 유전 적 다양성은 더 건강한 가축을 만들 것이라고 Reisch는 말한다. 이것은 장기적으로 포도 재배에 유익하다.
GMO입니까?
CRISPR과 함께 일하는 대부분의 과학자들처럼 Di는 그녀의 연구가 논란에 휘말리는 용어 인 유전자 변형 유기체 (GMO)와는 아무런 관련이 없다고 주장합니다.
의 의미 동안 GMO가 항상 명확하지는 않습니다. , 일반적으로 한 종의 유전 정보를 가져와 완전히 다른 종의 DNA에 삽입하는 기술을 말합니다.
어떤면에서 CRISPR은보다 정제 된 유전 적 변화를 허용하기 때문에 이러한 이전 GMO 기술과 매우 다를 수 있습니다.
가장 일반적인 GMO 중 일부는 박테리아 독소를 생성하는 유전자로 변형되어 특정 해충을 죽이거나 작물이 Roundup이라고도 알려진 제초제 글 리포 세이트에 내성을 갖도록 만드는 유전자를 사용합니다.
어떤면에서 CRISPR은보다 정제 된 유전 적 변화를 허용하기 때문에 이러한 이전 GMO 기술과 매우 다를 수 있습니다. 다른 종의 유전자 코드 덩어리를 삽입하는 대신 CRISPR은 표적 식물 내에서 약간의 코드 만 변경할 수 있습니다.
그러나 CRISPR은 작은 변화를 허용하지만 더 과감한 변화를 만드는 데 여전히 사용될 수 있습니다. 여기에는 다른 종의 유전자를 삽입하는 것도 포함된다고 노스 캐롤라이나 주립 대학의 유전 공학 및 사회 센터 공동 책임자이자 과학 기술 정책 교수 인 Jennifer Kuzma는 말합니다.
“유전자 편집이나 CRISPR에 대해 일반화 할 수 없다고 생각합니다.”라고 그녀는 말합니다.
CRISPR 지지자들은 식물을 변화시킬 수있는 더 미묘한 방법에 초점을 맞추는 반면, 생명 공학 식품에 반대하는 사람들은 더 과감한 가능성을 강조합니다.
'진실은 그 중간에 있습니다.'라고 Kuzma는 말합니다. '그리고 그것은 응용 프로그램에 따라 다릅니다.'
Di의 작업은 논쟁을 피하기위한 의식적인 결정 인 비교적 작은 조정을 포함합니다.
'GMO에 대한 사회적 우려가 있습니다.'라고 그녀는 말합니다. '논쟁은 이미 거기에 있습니다.'
