Генно-модифицированные деревья могут изменить процесс производства бумаги

15.08.2024 В лаборатории Университета штата Северная Каролина генетик Джек Ван и его коллега Родольф Баррангу работают над проектом, который может изменить будущее бумажной промышленности. Ученым удалось получить необычный лист бумаги, который оказался не просто декоративным элементом, а продуктом прорывной науки.

Дерево, из которого изготовлена эта бумага, прошло генетическое редактирование, что может значительно изменить процесс производства бумаги и других древесных изделий. Исследование сосредоточено на снижении содержания лигнина в древесине. Этот полимер, присутствующий в каждом растении, придает дереву прочность и жесткость, но делает его трудным для переработки в гибкие изделия, такие как бумага.

Процесс удаления лигнина из целлюлозы требует значительных затрат энергии и химических веществ. В 2022 году в США бумажная промышленность выделила 31,2 миллиона метрических тонн углекислого газа — эквивалент восьми угольных электростанций. Снижение уровня лигнина в дереве может значительно сократить эти затраты и уменьшить воздействие на окружающую среду.

Для достижения этой цели Ван и Баррангу решили использовать современные технологии редактирования генов. Они выбрали 21 ген, отвечающий за производство лигнина, и использовали модель машинного обучения для отбора оптимальных комбинаций. С помощью технологии CRISPR они создали 174 варианта тополя с пониженным содержанием лигнина и увеличенным количеством целлюлозы. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science, показали, что это нововведение может значительно упростить производство бумаги.

Команда также создала стартап TreeCo, который уже привлек около 50 миллионов долларов инвестиций. Планируется протестировать отредактированные деревья на плантациях в Чили, чтобы проверить их эффективность в реальных условиях.

Тем не менее, проект сталкивается с несколькими вызовами. Некоторые эксперты, как Ваня Зуин Цайдлер из Университета Лейфана, отмечают, что отредактированные деревья могут иметь непредвиденные эффекты, такие как меньший рост, а также подлежат строгому регулированию, как и другие генетически модифицированные организмы.

Кроме того, Энн Петерманн из Global Justice Ecology Project обеспокоена возможным влиянием на дикие леса и коренные сообщества. Она опасается, что генетически модифицированные деревья могут нарушить экосистему и привести к экологическим проблемам.

Тем не менее, сторонники проекта, такие как Клаудио Балокки из Arauco, утверждают, что эта технология может снизить давление на дикие леса и помочь компании производить больше с меньшими затратами. По их мнению, изменения, внесенные с помощью CRISPR, имитируют естественные мутации и могут принести значительные экологические и экономические выгоды.

Ван и Баррангу продолжают свои исследования и планируют вывести коммерческое производство низколигниновых деревьев к 2040 году. Тем временем они также изучают возможности использования отредактированной древесины для производства биотоплива.

Как заявил Ван, дерево остается ключевым элементом в нашей жизни, и любые улучшения в его обработке могут оказать значительное влияние на наше будущее.
Источник:  https://www.washingtonpost.com/climate-solutions/2024/08/01/paper-production-gene-editing-trees/