数十亿年来，生命改变了我们的世界，将死石变成了我们今天所知的郁郁葱葱、肥沃的星球。但人类活动目前正在再次改变地球，这次是释放温室气体，导致气候发生巨大变化。
如果我们能够利用生物体的力量来帮助控制气候变化呢?利用基因技术设计生物工具来解决特定问题的“工程生物学”领域可能会有所帮助。
也许这个新兴领域迄今为止最引人注目的成功是帮助我们抵御新冠病毒大流行的mRNA疫苗。但工程生物学具有巨大的潜力，不仅可以帮助我们适应气候变化，还可以限制变暖。
在《自然通讯》杂志上的最新论文中，我们回顾了工程生物学可以帮助应对气候变化的多种方式，以及政府和政策制定者如何确保人类从该技术中获益。
工程生物学可以帮助应对气候变化吗?
我们确定了工程生物学可能有助于缓解气候变化的四种方式。
首先是寻找更好的方法来制造可以直接替代化石燃料的合成燃料。许多现有的合成燃料是由玉米和大豆等高价值作物制成的，这些作物原本可以用于食品，因此燃料价格昂贵。
一些工程生物学研究探索了从农业废物中制造合成燃料的方法。这些燃料可能更便宜、更环保，因此可能有助于加速脱碳。
例如，对于航空公司来说，通过改用合成零碳航空燃料来使其现有机队脱碳会更快，而不是等待用尚未开发的氢或电池飞机取代飞机。
第二个是开发具有成本效益的方法来捕获温室气体排放(来自工业设施、建筑和农业)，然后将这些废物用于“生物制造”有价值的产品(例如工业化学品或生物燃料)。
三是替代排放密集型生产方式。例如，一些公司已经在使用“精确发酵”来生产合成奶，从而避免乳制品行业的甲烷排放。其他公司已经生产出有望固定土壤中氮的微生物，从而有助于减少化石燃料肥料的使用。
最后，第四种是直接捕获空气中的温室气体。理论上，经过改造以消耗大气碳的细菌，或培育以在根部吸收更多碳的植物，可以帮助减少大气中的温室气体水平。
除了技术和经济障碍之外，目前还不清楚这些想法是否会获得社会许可。鉴于其中一些新兴气候应对措施具有“科幻小说般”的特征，研究人员必须保持透明并积极响应公众的态度。
事实还是科幻小说?
这些想法到底有多现实?将新产品推向市场需要时间、金钱和仔细的研究。
以太阳能为例。第一个太阳能电池诞生于1880年代，并于1979年在白宫屋顶安装了太阳能电池板，但经过数十年的政府支持，太阳能才成为具有成本竞争力的电力来源。
工程生物领域目前充斥着投资者资本。然而，吸引最多投资的公司和项目是那些具有最大商业价值的公司和项目——通常是在医疗、制药、化工和农业领域。
相比之下，主要好处是减少温室气体排放的应用不太可能吸引大量私人投资。例如，合成喷气燃料目前比传统喷气燃料贵得多，因此私人投资者并不急于寻求支持其商业化。
通过缓慢的开发和商业化过程，需要政府(或慈善机构)的某种支持来培育大多数气候友好型应用。
回到挑选获胜者的话题?
哪些工程生物学应用值得政府帮助?现在判断还为时过早。
政策制定者需要不断评估拟议的工程生物学应用的社会和技术优点。
如果工程生物学要在应对气候变化方面发挥重要作用，政策制定者将需要随着时间的推移巧妙地参与其中。
我们认为政府的支持应包括五个要素。
首先，继续资助产生新知识和新的潜在缓解工具的基础科学研究。
二是工程生物学申请公开审议。一些新产品(例如精密发酵合成奶)可能会随着时间的推移而获得接受，即使它们一开始看起来没有吸引力。其他人可能永远不会获得支持。为了使这种公共审议能够反映全人类的利益，低收入和中等收入国家需要获得工程生物学方面的专业知识。
第三，法规应当与公共利益相一致。政府应该警惕现有行业试图利用法规来排除新竞争对手的可能性。例如，我们可能会看到以动物为基础的农业生产者努力限制谁可以使用“牛奶”和“香肠”等词，或者完全禁止实验室种植的肉类。
第四，支持有前途的技术的商业化和规模化，其主要好处是减少温室气体排放。政府可以直接资助这项工作，也可以制定其他激励措施，例如碳定价、税收抵免或环境法规，使私人投资有利可图。
第五，在需要大规模部署以实现气候目标的情况下，应考虑长期采购政策。例如，美国《通货膨胀削减法案》提供无限的税收抵免以支持直接空气捕获。虽然这些激励措施在设计时并未考虑到工程生物学，但它们在技术上是中立的，因此很可能会支持它。
澳大利亚生物工程的未来?
各国政府现在正参与一场全球竞赛，力争将本国定位为新兴绿色经济的领导者。澳大利亚提出的“澳大利亚未来制造”立法只是一个例子。
其他政府也有工程生物学的具体计划。例如，英国去年承诺为工程生物学战略投入20亿英镑(38亿澳元)，而美国《2022年和科学法案》则呼吁创建国家工程生物学研究和开发计划。
如果此类干预措施要在经济和生态上取得成功，就需要与仍在发展的技术相结合。
政策制定者能应对这种不确定性吗?一种方法是对不同技术的潜力进行复杂的评估，然后投资于多样化的投资组合，因为他们知道许多赌注都会失败。或者，他们可能会创建技术中立的工具，例如税收抵免和反向拍卖，并允许私营企业尝试挑选赢家。
工程生物学有望为减缓气候变化做出重大贡献。它是否兑现这一承诺将取决于公众和政策制定者的支持。鉴于风险如此之高，我们所有人都需要努力发挥这项技术的潜力。
