Gen düzenleme teknolojisi CRISPR, büyüdükçe iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı olan yeni ürünler yaratabilir mi? Bir grup araştırmacı, Chan Zuckerberg Girişimi’nden sağlanan 11 milyon dolarlık fonla bunu yapmayı umuyor. Finansman, başta pirinç olmak üzere bitkileri ve toprağı daha iyi karbon dioksiti hapsetmek için geliştirme çabalarına harcanacak. Açıklanan çaba, geçen haftatarafından kurulan Yenilikçi Genomik Enstitüsü tarafından yönetiliyor. Nobel ödüllü ve CRISPR Jennifer Doudna’nın ortak mucidi.
“[Jennifer] ve iklimi ve bunun dünyada ne kadar büyük bir sorun olduğunu göz göze gördüm. Yenilikçi Genomik Enstitüsü (IGI) yönetici direktörü Brad Ringeisen, artık kenarda oturmak istemedik” diyor.
İklim uzmanları, iklim değişikliğiyle gerçekten mücadele etmenin tek yolunun, elektrik veya güç trenleri, uçaklar ve arabalar üretmek için fosil yakıtları yakarken havaya gönderdiğimiz sera gazı emisyonlarının miktarını azaltmak olduğu konusunda ezici bir çoğunlukla hemfikir. Ancak insanlar zaten atmosfere o kadar çok gezegen ısıtan kirlilik bıraktılar ki, mevcut pisliğin bir kısmını temizlemenin ve daha da feci iklim değişikliğini önlemenin yollarını bulmamız gerekiyor. Bunu başarmanın bir yolu da bitkilerdir. Bitkiler, fotosentez sırasında doğal olarak ortak bir sera gazı olan karbondioksiti alırlar. Sonunda, o karbonu toprağa aktarırlar.
CRISPR, istenen özellikleri üretmek için bir bitkinin genomunda kesin değişiklikler yapmak için kullanılabilir. IGI’nin karbon giderme görevinde gen düzenleme için üç hedef vardır. Bitkilerde fotosentezi daha verimli hale getirmeye çalışmakla başlar, böylece mümkün olduğu kadar çok CO2 yakalamada daha da iyi olurlar. İkincisi, IGI daha uzun köklü mahsuller geliştirmekle ilgileniyor. Bitkiler, kökleri aracılığıyla (ve öldüklerinde vücutlarının geri kalanından) karbonu toprağa aktarırlar. Daha uzun kökler karbonu toprağın daha derinlerine bırakabilir, böylece tekrar atmosfere o kadar kolay salınmaz. Bitkilerin genlerini etkilemek ve daha sağlam köklere sahip mahsuller geliştirmek için benzer bir çaba, Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü’nde yürütülüyor. Bezos Earth Fund’dan 30 milyon dolar 2020’de.
Bu bizi IGI’nin araştırmasının üçüncü koluna getiriyor: toprağın sera gazlarını serbest bırakmak yerine depolama kapasitesini artırmak. Toprak genellikle karbonu çok uzun süre tutmaz. Bitki maddelerini parçalarken toprak mikroplarının solunumu yoluyla atmosfere geri kaçar. Modern tarımda kullanılan toprak işleme gibi teknikler de bu süreci hızlandırıyor ve toprağın karbonunu daha fazla kaybetmesine izin veriyor. Ringeisen’e göre IGI’nin CRISPR araştırmasının potansiyel bir sonucu, karbonu daha uzun süre tutan bir toprak mikrobiyomunu beslemek için kire eklenebilecek bir üründür.
Bunların hepsi, meyve vermekten hala çok uzak olan ağır kaldırmalardır. Chan Zuckerberg Girişimi’nden elde edilen 11 milyon dolar, üç yıllık araştırmayı finanse ediyor ve Ringeisen, “yedi ila 10 yıl arasında gerçek dünya etkisi” bekliyor. Bu zaman dilimi içinde bitkiler ve toprak mikropları üzerinde genetik mühendislikte başarılı olsalar bile, iklim üzerinde anlamlı bir etki yaratmak için ölçeği büyütmek yine de büyük bir zorluk olacaktır.
MIT’de yardımcı doçent olan César Terrer, “Bitkiler, milyonlarca yıllık evrimin sonucu olarak zaten son derece verimli karbon sabitleme makineleridir, bu nedenle CRISPR’nin ihtiyacımız olan ölçekte karbon tutmayı iyileştirmek için çok şey yapabileceğine hala ikna olmuş durumdayım.” bitki-toprak etkileşimlerine odaklanan bir laboratuvara liderlik ediyor, şunları yazıyor: Sınır bir e-postada.
Terrer projeye dahil değil, ancak daha önce ilgili kurumlardan biri olan Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda bir arkadaştı, “ve eğer biri bunu yapabilirse [it’s] onları,” diye yazıyor. Yine de, iklim değişikliği konusunda bize yardımcı olmak için doğayı tasarlamanın yollarına odaklanmanın, ilk etapta daha acil olan sera gazı kirliliğini kesme ihtiyacından dikkati dağıtabileceği konusunda uyarıyor.
Tarım zaten kendinden sorumlu muazzam karbon ayak izi – çoğu geliyor hayvancılık ve gübre. Pirinç ekimi de bir büyük suçlu Islak pirinç tarlaları metan üreten mikroplar için ideal bir yuva olduğundan metan emisyonları için. IGI bu sorun üzerinde çalışmak aynı zamanda, yine kök değiştirmeye bakarak ve topraktaki mikroplar.
Ringeisen’e göre, pirinç genomunun manipüle edilmesi diğer mahsullerden daha kolay, çünkü kısmen zaten çok fazla çalışılmış ve İyice anlaşıldı. IGI’nin girişimine dahil olan bilim adamlarından biri, araştırması yaygın olarak şu sonuca varmasıyla bilinen Pamela Ronald’dır. pirinç çeşitlerinin geliştirilmesi daha çok benzer olan farklı bir genetik mühendisliği türü kullanan diğer türlerden çok daha uzun süre su basmasını tolere eden hassas üreme. Bu pirinç şu anda Hindistan ve Bangladeş’te 6 milyondan fazla çiftçi tarafından yetiştiriliyor. göre Ronald’ın California Üniversitesi, Davis’teki laboratuvarı.
IGI’nin işi pirinçle bitmeyecek. Ringeisen’e göre sorgum, karbon giderimini artırmak için gen düzenleme için başka bir ana aday. Ayrıca geliştirdikleri yeni çeşitlerin, daha verimli fotosentezden kaynaklanan daha bol hasat gibi çiftçiler için ekstra teşviklerle geleceğini umuyor. Ama bu hala gelecekte birkaç yıl. IGI, CRISPR pirinci araştırmalarının başlamasından yaklaşık üç yıl sonra çiftçilerle uluslararası saha denemelerine başlamayı umuyor.