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为了解决这种打嗝,科学家开发了针对性疫苗

环球科学  · 公众号  · 科学  · 2024-08-22 22:00

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图片来源:Unsplash


数十亿头牛的打嗝放屁,让本就脆弱的气候愈加不堪重负。一种新开发的疫苗正试图提供一种可能的解决方案。


撰文 | 玛德琳·卡夫(Madeleine Cuff)

翻译 | 时小舟

审校 | 不周


甲烷是一种强大的温室气体。如果仅关注20年的时间尺度,甲烷对气候暖化的影响比二氧化碳强80倍。自前工业时代以来,甲烷对全球变暖“贡献”了30%的力量。


而令人震惊的是,如果细数人类造成甲烷排放的来源,主要的“贡献者”是我们赖以生存的 农业 。尤其是那些为我们提供动物蛋白的畜牧业——全球饲养了约十亿头牛,它们消化系统中产生的甲烷其实是 最主要的甲烷污染源


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牛的瘤胃是它们消化系统的第一部分。它们不断摄入的青草和干草,在 瘤胃 里发酵时会产生 甲烷 作为副产物。而这些都会伴随着牛打嗝或放屁,释放 到空气中。


为了降低这些牛的甲烷排放,美国的初创公司ArkeaBio在过去的18个月里,研发了一种原型疫苗,专门针对牛 消化系统中 产生甲烷的菌群,以减少牛打嗝产生的甲烷。



用疫苗减排


根据2023年的一项试验,接种该原型疫苗的牛 在105天内排放的甲烷减少了 12.9% ,且没有任何不良反应,生长速率也没有受到影响。


该试验由ArkeaBio与德克萨斯A&M 农业生命研究中心(Texas A&M AgriLife Research,美国德克萨斯州的农业管理机构)合作完成。试验共涉及10只牛,其中5只是对照组,另外5只在颈部接种了疫苗,并在56天后接种了加强针。这项试验结果于7月发布在加拿大卡尔加里举行的美国动物科 学学会年会上。


第二次针对14只牛的现场试验从今年6月开始,当前还在进行中。农业生命研究中心(AgriLife)的克里夫·兰姆(Cliff Lamb)说,根据早期结果,每只牛的甲烷排放量至少降低了13%,这个趋势预计会持续3个月以上。


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ArkeaBio的CEO科林·索思(Colin South)表示,在近几十年里,科学家一直在试图研发消灭甲烷的疫苗,却 收效甚微 ,但如今生物技术成本的大幅降低,让疫苗有了商业化的可能性。


改变牛的饮食 可以减少甲烷排放,比如使用特定的饲料添加剂来抑制产甲烷菌——牛的消化系统里产生甲烷的细菌。但这种添加剂只适用于那些主动饲养家牛的农民,而非那些放它们在牧场上食草的农民。有些放牧的牛甚至会在牧场上待好几个月,不跟任何人类接触。


甲烷疫苗“也许是能影响放牧牛羊甲烷排放的 唯一选择 ”,澳大利亚墨尔本大学(University of Melbour ne)的理查德·埃卡德(Richard Eckard)说道,“如果家畜产业必须用某种方式减少温室气体的排放,疫苗将是不可或缺的关键步骤。”



如何发挥效果?


ArkeaBio公司研发的原型疫苗通过 刺激牛的免疫系统 ,使其产生 抗体 ,释放到唾液里,从而靶向瘤胃里的 产甲烷菌


该公司的目标是将疫苗推向市场,将每只牛的甲烷排放量降低15%~20%,并保证这种效果能持续3~6个月以上。索斯说,试验结果表明这很有希望,但是在疫苗正式投入使用之前,还需要更多的改进。“我们对疫苗的作用机制很满意,”他说,“最重要的是,我们要证明这个作用机制是有效的,然后就可以利用生物技术工具来扩大它的效果。”


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兰姆表示,ArkeaBio的这份试验结果“首次证明”了 疫苗能影响反刍动物的甲烷排放 。牛的瘤胃本质上是由多种微生物组成的复杂动态生态系统,“它总是在不断变化,不同微生物的种群数量也在持续变化。因此能够见证甲烷排放真的有所降低,这非常令人激动,而在第二次试验中能再次见证这样的结果,更是激动人心,”他说道。


起初,ArkeaBio计划在碳信用市场将每吨二氧化碳当量 的甲烷减排量以40~70美元的价格出售。索斯预测,商业疫苗将在三年之内面世,并在五年之内将它推向数百万只牛。


美国宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)的亚历山大·赫里斯托夫(Alexander Hristov)认为,ArkeaBio的试验结果“很有前景”,能够降低15~20%的甲烷排放量已经“相当多了”。他还补充道,“这个方法很好,但想要确保它有效,还有很长的路要走。它需要在不同的生产系统里都能发挥一致的效果,保证瘤胃里的产甲烷菌不会产生适应性变化,同时确保在经济上可行的,还没有副作用的。”


原文链接:

https://www.newscientist.com/article/2441731-anti-methane-vaccine-could-reduce-the-huge-climate-impact-of-cow-burps/


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