El papel, un artículo cotidiano, tiene un costo ambiental significativo. Su producción implica la descomposición de las fibras de celulosa en los árboles utilizando productos químicos que generan desechos químicos y gases de efecto invernadero. Pero, ¿y si pudiéramos rediseñar los árboles para facilitar este proceso? Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte ha hecho precisamente eso.
Los investigadores utilizaron CRISPR, una tecnología que permite la modificación selectiva del ADN, para diseñar álamos con menos lignina, un polímero que debe descomponerse para la extracción de celulosa. Descubrieron que estos árboles modificados no solo reducían el impacto ambiental de la producción de papel, sino que también podían generar ahorros sustanciales en los costos.
CRISPR sigue siendo una técnica relativamente nueva, pero ya está causando sensación en la bioingeniería. CRISPR está siendo ampliamente utilizado por científicos en varios campos diferentes, desde la agricultura hasta el tratamiento de enfermedades. En el estudio, los investigadores utilizaron CRISPR para disminuir los niveles de lignina y mejorar el contenido de carbohidratos, que es lo que pasa por la pulpa para producir productos de papel.
“Estamos utilizando CRISPR para construir un bosque más sostenible”, dijo Rodolphe Barrangou, coautor del estudio y profesor de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, en un comunicado de prensa. “Los sistemas CRISPR brindan la flexibilidad de editar más que solo genes individuales o familias de genes, lo que permite una mayor mejora de las propiedades de la madera”.
Uso de CRISPR en silvicultura
El equipo evaluó unas 70.000 combinaciones de edición de genes y concluyó que el 99,5% de estas tenían efectos perjudiciales, como el desarrollo de extremidades y tallos. Sin embargo, descubrieron un conjunto de 347 combinaciones que, cuando se aplicaban, aumentaban efectivamente el contenido de celulosa, reducían el contenido de lignina o lograban ambas mejoras. Luego usaron CRISPR para introducir modificaciones genéticas asociadas con las 174 combinaciones más prometedoras.
Estos árboles modificados genéticamente se cultivaron posteriormente en un entorno de invernadero. Después de seis meses, las variantes más favorables mostraron una reducción de casi el 50% en el contenido de lignina y un aumento de más del 200% en la proporción de celulosa a lignina.
Los árboles editados para tener menos lignina podrían reducir la huella de carbono de la producción de fibra de celulosa en un 20%, estimaron los investigadores. También aumentarían la producción de papel en un 40% y generarían aproximadamente $1 mil millones en ganancias adicionales de por vida, concluyeron los investigadores. No es solo una victoria para el medio ambiente, también es un buen movimiento económico.
“La edición múltiple del genoma brinda una oportunidad notable para mejorar la resiliencia, la productividad y la utilización de los bosques en un momento en que nuestros recursos naturales se ven cada vez más amenazados por el cambio climático y la necesidad de producir biomateriales más sostenibles utilizando menos tierra”, dijo Jack Wang, coautor del estudio. autor, dijo en un comunicado de prensa.
Sin embargo, a pesar de la gran promesa, la aplicación de esta tecnología a gran escala no es una tarea de la noche a la mañana. Debe aplicarse a los árboles que se utilizan predominantemente en la producción de papel, como el pino. El profesor Wang aseguró que esto es factible ya que el mecanismo para la producción de lignina es similar en diferentes especies de árboles. Sin embargo, debido al tiempo que tardan estos árboles en madurar, es posible que no veamos estos árboles editados genéticamente hasta 2040. En un mundo cada vez más consciente del cambio climático y las prácticas sostenibles, este avance apunta hacia un futuro en el que incluso el papel humilde puede tener una reducción huella de carbono
El estudio fue publicado en la revista Science.
Fuente: ZME Science.
