استفاده از CRISPR برای اصلاح ژنتیکی درختان می تواند ردپای انرژی صنعت کاغذ را به شدت کاهش دهد.
وانگ می گوید یکی از بزرگترین تلفات انرژی در فرآیند تولید کاغذ، حذف لیگنین پلیمری از چوب است. در ساختار چوب، لیگنین به سلولز، مولکولی که کاغذ را می سازد، متصل می شود. وانگ می گوید که جداسازی این دو به دما و فشار بالا و همچنین آب زیادی نیاز دارد. اما لیگنین “همچنین به ساختار، یکپارچگی و انعطاف پذیری درختان کمک می کند.” رودولف بارنگو همچنین در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی.
صنوبرهای ویرایش شده توسط CRISPR (چپ) و صنوبرهای ویرایش نشده (راست)
پس از شش ماه رشد، تیم دریافت که محتوای لیگنین درختان اصلاح شده تا 49 درصد کمتر از درختان اصلاح نشده بود.
چنمین یانگ
وانگ می‌گوید: «در زمانی که تغییرات آب و هوایی بسیار مهم است، ارائه راه‌حل‌های بتنی و بالقوه برای کاهش شدید انتشار کربن از تولید خمیر کاغذ و کاغذ بسیار هیجان‌انگیز است.
می گوید در ساخت کاغذ هم انرژی و هم آب مصرف می شود جک وانگ در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی در سال 2021، ردپای کربن جهانی این صنعت 190 میلیون تن برآورد شده است – رقمی که انتظار می رود تا سال 2030 افزایش یابد، زمانی که انتظار می رود تولید کاغذ به اوج خود برسد.
برنگو می گوید که درختان حدود یک سال است که رشد کرده اند و هیچ تاثیر منفی عمده ای بر ساختار خود ندارند. محققان قصد دارند چندین درخت را در یک جنگل بکارند تا اثرات بلندمدت ویرایش ژن را بررسی کنند و در حال بررسی روشی برای انواع دیگر درختان مورد استفاده برای تولید کاغذ هستند.
محققان این داده ها را تجزیه و تحلیل کردند تا مشخص کنند کدام ترکیب ها بهترین شانس را برای کاهش محتوای لیگنین درخت دارند و در عین حال از قوی ماندن آن اطمینان حاصل کردند و دریافتند که تنها 0.5 درصد صد مورد از این روش‌های ویرایش با این روش مطابقت دارد. آنها هفت مورد را انتخاب کردند که به نظرشان بسیار مقاوم بودند و از بین آنها 174 نوع مختلف از صنوبرهای ویرایش شده توسط CRISPR را پرورش دادند.
Wang، Barrangou و همکارانشان تعجب کردند که آیا می توانند درختان صنوبر را که به طور گسترده برای ساختن کاغذ استفاده می شود مهندسی ژنتیک کنند تا در عین حال که ساختار خود را حفظ می کنند غلظت لیگنین کمتری داشته باشند.
برای انجام این کار، آنها از یادگیری ماشینی برای تجزیه و تحلیل ژنوم صنوبر و برجسته کردن ترکیب ژن‌هایی که می‌توانستند با استفاده از CRISPR تغییر دهند، استفاده کردند، برنامه‌ای که 69123 راه برای اصلاح 21 ژن را شناسایی می‌کند.
موضوعات:
منبع: https://www.newscientist.com/article/2382481-crispr-edited-trees-reduce-the-energy-and-water-required-to-make-paper/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home
بارنگو می‌گوید: «این می‌تواند آغاز یک دوره کاملاً جدید از جنگل‌داری پایدار باشد. وانگ می‌گوید امیدوار است تا دهه 2040 بتوان از این درختان در مقیاس بزرگ استفاده کرد.
