Вчені генетично модифікували тополі для екологічнішого виробництва паперу

Американські вчені виростили генномодифіковані тополі, використання у паперовому виробництві яких допоможе зменшити витрати енергії і води. Генетичне редагування методом CRISPR зменшило у деревині вміст лігніну — речовини, яка відповідає за жорсткість рослини та вимагає видалення, аби дерево можна було використовувати у виробництві. Про досягнення вчених розповідає видання New Scientist.

Генномодифіковані (зліва) і дикі тополі, які вирощували вчені у теплиці. Chenmin Yang, NC State University

Генномодифіковані (зліва) і дикі тополі, які вирощували вчені у теплиці. Chenmin Yang, NC State University

Навіщо редагувати деревину?

Сьогодні попит на папір, який має величезну кількість застосувань, від побуту до виробництва електроніки, тільки росте: за оцінками, щорічно виробляють близько 170 мільйонів метричних тонн первинних волокон целюлози, які потім будуть використовуватися у паперовому виробництві. Однак, попри придатність паперу до вторинної переробки, його виготовлення забирає багато ресурсів, зокрема через необхідність позбуватися лігніну, аби добувати целюлозу. Для цього деревину піддають обробці, що вимагає високої температури, тиску та великої кількості води.

Команда науковців з Мерілендського університету спільно з колегами знайшла спосіб вирощувати дерева одразу зі зниженим вмістом лігніну. З неї, за оцінками вчених, можна виготовити на 40 відсотків більше волокна, але при цьому на 20 відсотків скоротити викиди парникових газів у процесі виробництва.

Як редагування покращило деревину?

За допомогою моделей машинного навчання вчені обрали стратегії редагування генів, які б націлювалися на гени, відповідальні за виробництво у деревині лігніну. Обравши найкращі, дослідники виростили 174 генномодифіковані тополі. Серед них були дерева, у яких вдалося зменшити рівень лігніну на 50 відсотків, порівняно з дикими деревами. Вчені продовжать стежити за деревами, аби побачити, як вони ростуть у порівнянні з дикими.

Генна модифікація рослин також може зробити їх і більш витривалими до різноманітних стресів. Наприклад, генномодифікований рис вдалося пристосувати до росту в імітації марсіанського ґрунту.