Γενετικά τροποποιημένες λεύκες για πιο βιώσιμο ξύλο

Το 2022, μια μελέτη του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Οχάιο διαπίστωσε ότι τα δέντρα αναπτύσσονται ταχύτερα εξαιτίας του διοξειδίου του άνθρακα. Ωστόσο, η παραγωγή ινών από ξύλο δεν είναι αρκετή για να καλύψει την αυξανόμενη ζήτηση για ανανεώσιμους ιστούς, χαρτί, συσκευασίες, υφάσματα και άλλα προϊόντα ινών.

Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας πέτυχε ένα σημαντικό βήμα προς τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της παραγωγής χαρτιού. Χρησιμοποιώντας εργαλεία γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR, οι ερευνητές με επικεφαλής τον Ντάνιελ Σούλις από το Τμήμα Δασολογίας και Περιβαλλοντικών Πόρων του πανεπιστημίου, τροποποίησαν γενετικά λεύκες ώστε να περιέχουν σημαντικά λιγότερη ποσότητα λιγνίνης, μιας σκληρής και ανθεκτικής ουσίας που αποτελεί και το βασικό πρόβλημα της βιομηχανίας χαρτοπολτού και βιοκαυσίμων. Στα δέντρα αυτά, η λιγνίνη έχει τροποποιηθεί ώστε να διασπάται εύκολα.

«Η ικανότητα απομόνωσης ινών από το ξύλο καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την περιεκτικότητα και τη σύνθεση της λιγνίνης, ενός βιοπολυμερούς ανθεκτικού στη χημική και ενζυμική αποικοδόμηση. Πάνω από πέντε δεκαετίες έρευνας έχουν διερευνήσει εκτενώς τα επιμέρους συστατικά της βιοσύνθεσης της λιγνίνης», γράφουν οι συγγραφείς της μελέτης.

«Ωστόσο, οι προσπάθειες αυτές έχουν επικεντρωθεί κυρίως στην τροποποίηση μεμονωμένων γονιδίων ή οικογενειών γονιδίων. Εδώ, η ερευνητική ομάδα δείχνει ότι η στρατηγική πολλαπλή επεξεργασία CRISPR των γονιδίων βιοσύνθεσης μονολιγνόλης βελτιώνει τις ιδιότητες του ξύλου πέρα από αυτό που μπορεί να επιτευχθεί με την επεξεργασία μεμονωμένων γονιδίων ή οικογενειών γονιδίων», αναφέρει η ανακοίνωση του πανεπιστημίου.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την προσέγγισή τους για να τροποποιήσουν γενετικά ένα είδος λεύκας. Διαπίστωσαν ότι η επεξεργασία CRISPR αύξησε την αναλογία υδατανθράκων προς λιγνίνη έως και κατά 228%, γεγονός που θέτει τις βάσεις για αποτελεσματικότερη πολτοποίηση ινών. Επιπλέον, τα συγκεκριμένα δέντρα θα μπορούσαν να καταστήσουν την παραγωγή χαρτιού λιγότερο ρυπογόνο.

«Το γενετικά τροποποιημένο ξύλο συμπληρώνει ένα σημαντικό κενό στην παραγωγή ινών … και θα μπορούσε να επιφέρει πρωτοφανή λειτουργική αποτελεσματικότητα, βιοοικονομικές ευκαιρίες και περιβαλλοντικά οφέλη», αναφέρουν οι συγγραφείς στη μελέτη τους που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science».

Ωστόσο αυτή δεν είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες πειραματίζονται με τα γονίδια των δέντρων. Τον Απρίλιο του 2022, ερευνητές της εταιρείας βιοτεχνολογίας Living Carbon τροποποίησαν γενετικά λεύκες για να δημιουργήσουν ένα νέο είδος που απορροφά αποτελεσματικότερα το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και τον διατηρεί για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Εκείνη την εποχή, ο Γιούμιν Τάο, αντιπρόεδρος της εταιρείας, ηγήθηκε της ομάδας που ανακάλυψε πως η προσθήκη μερικών γονιδίων από κολοκύθες και πράσινα φύκια ενισχύει τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, αυξάνοντας σημαντικά την ποσότητα άνθρακα που μπορεί να αποθηκεύσει στους ιστούς του ένα γενετικά τροποποιημένο δέντρο.

Μια ομάδα ερευνητών στο ΜΙΤ καλλιέργησε ξύλο στο εργαστήριο το οποίο μελλοντικά θα μπορούσε να αντικαταστήσει τα προϊόντα που οδηγούν στην αποψίλωση των δασών και κατασκευάζονται από πραγματικό ξύλο. Η ομάδα ανέπτυξε μια τεχνική που μπορεί να παράγει ξύλο οποιουδήποτε σχήματος και μεγέθους χωρίς να κόψουν ούτε ένα δέντρο.

ΠΗΓΗ: Interesting Engineering / ertnews.gr