Атлас растительных клеток: дорожная карта для выживания в условиях изменения климата

Ученые из Института Карнеги и Нью-Йоркского университета призывают к созданию Атласа растительных клеток (Plant Cell Atlas). Этот масштабный проект направлен на углубленное понимание структуры, функций и физиологии клеток растений, что необходимо для смягчения последствий изменения климата для здоровья человека, экономики и окружающей среды.

Почему это критически важно?

• Изменение климата уже приводит к значительным потерям: по данным ВОЗ (2018), с 2030 по 2050 год оно будет вызывать около 250 000 смертей ежегодно из-за недоедания, инфекций и экстремальной жары.
• К 2090 году экономические потери только в США могут составить сотни миллиардов долларов в год.
• Мы наблюдаем "шестое массовое вымирание" видов.

Роль растений в решении проблем

Растения — ключевой элемент в борьбе с этими вызовами, потому что они:

1. Обеспечивают продовольственную безопасность через фотосинтез, который лежит в основе всей пищевой цепи.
2. Поглощают углекислый газ: существующая растительность планеты ежегодно улавливает около четверти CO₂, производимого в результате деятельности человека.
3. Обладают уникальной устойчивостью: некоторые виды выживают при температуре до 47 °C (116 °F), что на 12 градусов выше максимальной температуры в стандартной джакузи. Механизмы этой устойчивости до конца не изучены.

Что такое Атлас растительных клеток?

Это общедоступный ресурс, который позволит научному сообществу:

• Каталогизировать все типы растительных клеток, их продукты и потребности.
• Отслеживать активность клеток и связывать ее с внешними условиями в беспрецедентном масштабе.
• Отвечать на фундаментальные вопросы биологии растений, связанные с продуктивностью и устойчивостью.

Как это будет создаваться?

• Современные технологии в области науки о данных, искусственного интеллекта, биосенсоров, системной биологии, редактирования генов (например, CRISPR) и исследования микробиома делают создание Атласа своевременным.
• Потребуется междисциплинарное сотрудничество: фитобиологов с биомедиками, экспертами в области нанотехнологий, визуализации и научных вычислений.
• Для запуска проекта запланирован стартовый воркшоп с участием 40 ведущих ученых. Национальный научный фонд США (NSF) выделил финансирование для привлечения 20 молодых ученых (аспирантов, постдоков и доцентов).

Заключение

Как заявил исполняющий обязанности директора отдела биологии растений Института Карнеги Чжиюн Ван: "Эта инициатива позволит нам ответить на вопросы о максимизации продуктивности и устойчивости растений... Но начинать нужно сейчас, если мы хотим успеть повлиять на ситуацию".