CRISPR tarafından düzenlenmiş kavak ağaçları (solda) ve düzenlenmemiş kavaklar (sağda)
Chenmin Yang
Ağaçları genetik olarak düzenlemek için CRISPR kullanmak, kağıt endüstrisinin enerji ayak izini önemli ölçüde azaltabilir.
Kağıt yapmanın hem enerji hem de su yoğun olduğunu söylüyor Jack Wang Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi’nde. 2021’de endüstrinin küresel karbon ayak izinin 190 milyon ton olduğu tahmin ediliyor – kağıt üretiminin zirve yapacağı tahmin edilen 2030 yılına kadar artması beklenen bir rakam.
Wang, kağıt yapım sürecindeki en büyük enerji kayıplarından birinin odundan polimer ligninin çıkarılması olduğunu söylüyor. Ahşabın yapısında lignin, kağıdı oluşturan molekül olan selüloz ile bağlantılıdır. Wang, ikisini ayırmanın yüksek sıcaklık ve basıncın yanı sıra çok su gerektirdiğini söylüyor. Ancak lignin, “ağaçların yapısına, bütünlüğüne ve dayanıklılığına da katkıda bulunur” diyor. Rodolphe Barrangou ayrıca North Carolina Eyalet Üniversitesi’nde.
Wang, Barrangou ve meslektaşları, kağıt yapımında yaygın olarak kullanılan kavak ağaçlarını, yapılarını korurken daha düşük bir lignin konsantrasyonuna sahip olacak şekilde genetik olarak düzenleyip düzenleyemeyeceklerini merak ettiler.
Bunu yapmak için, kavak ağacının genomunu analiz etmek ve CRISPR kullanarak düzenleyebilecekleri gen kombinasyonlarını vurgulamak için makine öğrenimini kullandılar ve program, 21 geni düzenlemek için 69.123 yol belirledi.
Araştırmacılar, hangi kombinasyonların bir ağacın lignin içeriğini azaltırken güçlü kalmasını sağlama konusunda en iyi şansa sahip olduğunu belirlemek için bu verileri analiz ettiler ve ağaç başına sadece 0,5 olduğunu buldular. Bu düzenleme yöntemlerinin yüzdesi bu amaca uygundur. CRISPR tarafından düzenlenen 174 farklı kavak ağacı çeşidini yetiştirdikleri, özellikle sağlam buldukları yedi tanesini seçtiler.
Ekip, altı aylık büyümenin ardından, düzenlenmiş ağaçlardaki lignin içeriğinin, düzenlenmemiş ağaçlara göre yüzde 49’a kadar daha düşük olduğunu buldu.
Wang, “İklim değişikliğinin bu kadar önemli olduğu bir zamanda, kağıt hamuru ve kağıt üretiminin karbon emisyonlarını önemli ölçüde azaltmak için somut, potansiyel gerçek dünya çözümleri bulmak çok heyecan verici” diyor.
Barrangou, ağaçların yaklaşık bir yıldır büyüdüğünü ve yapılarında önemli bir olumsuz etki göstermediğini söylüyor. Araştırmacılar, genetik düzenlemenin uzun vadeli etkilerini incelemek için birkaç tanesini bir ormana dikmeyi planlıyor ve kağıt yapımında kullanılan diğer ağaç türleri için tekniği araştırıyorlar.
Barrangou, “Bu, sürdürülebilir ormancılıkta yepyeni bir çağın başlangıcı olabilir” diyor. Wang, bu ağaçların 2040’larda büyük ölçekli ticari kullanımda olmasını umduğunu söylüyor.
Konular:
Kaynak : 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