La tecnologia di editing genetico CRISPR può creare nuove colture che aiutino a combattere il cambiamento climatico mentre crescono? È quanto spera di fare un gruppo di ricercatori grazie a un finanziamento di 11 milioni di dollari della Chan Zuckerberg Initiative. Il finanziamento sarà destinato agli sforzi per migliorare le piante – a partire dal riso – e il suolo in modo che siano in grado di catturare meglio l’anidride carbonica. L’iniziativa, che è stata annunciata la scorsa settimanaè guidato dall’Istituto di Genomica Innovativa, fondato da Premio Nobel e co-inventore di CRISPR Jennifer Doudna.

“[Jennifer] e io ci siamo trovati d’accordo sul clima e su quanto sia grande il problema nel mondo. E non volevamo più restare in disparte”, afferma il direttore esecutivo dell’Innovative Genomics Institute (IGI) Brad Ringeisen.

Gli esperti del clima sono in gran parte d’accordo sul fatto che l’unico modo per affrontare veramente il cambiamento climatico è ridurre la quantità di emissioni di gas serra che inviamo nell’aria quando bruciamo combustibili fossili per generare elettricità o alimentare treni, aerei e automobili. Ma gli esseri umani hanno già scaricato nell’atmosfera una quantità tale di inquinamento che riscalda il pianeta, che dobbiamo anche trovare il modo di ripulire un po’ della confusione esistente e prevenire cambiamenti climatici ancora più catastrofici. Un modo per farlo è attraverso le piante. Le piante assumono naturalmente un comune gas serra, l’anidride carbonica, durante la fotosintesi. Alla fine, trasferiscono il carbonio nel terreno.

Il CRISPR può essere usato per apportare modifiche precise al genoma di una pianta per produrre i tratti desiderati. Gli obiettivi dell’editing genico nella missione di rimozione del carbonio dell’IGI sono tre. Si comincia con il tentativo di rendere più efficiente la fotosintesi nelle piante, in modo che siano ancora più brave a catturare la maggior quantità possibile di CO2. In secondo luogo, l’IGI è interessato a sviluppare colture con radici più lunghe. Le piante trasferiscono il carbonio nel terreno attraverso le radici (e dal resto del corpo quando muoiono). Radici più lunghe possono depositare il carbonio più in profondità nel terreno, in modo che non venga rilasciato così facilmente nell’atmosfera. Uno sforzo simile per influenzare i geni delle piante e sviluppare colture con radici più robuste è in corso presso l’Istituto Salk per gli studi biologici, che ha ricevuto 30 milioni di dollari dal Fondo per la Terra di Bezos. nel 2020.

Questo ci porta alla terza parte della ricerca dell’IGI: aumentare la capacità del suolo di immagazzinare, anziché rilasciare, i gas serra. In genere il suolo non trattiene il carbonio per molto tempo. Esso sfugge all’atmosfera attraverso la respirazione dei microbi del suolo che decompongono la materia vegetale. Le tecniche utilizzate nell’agricoltura moderna, come la lavorazione del terreno, accelerano questo processo e permettono al suolo di perdere una maggiore quantità di carbonio. Un potenziale risultato della ricerca CRISPR dell’IGI, secondo Ringeisen, è un prodotto che potrebbe essere aggiunto alla terra per alimentare un microbioma del suolo che trattiene il carbonio più a lungo.

Si tratta di progetti pesanti che sono ancora molto lontani dall’essere realizzati. Gli 11 milioni di dollari della Chan Zuckerberg Initiative finanziano tre anni di ricerca e Ringeisen si aspetta “un impatto sul mondo reale entro sette-dieci anni”. Anche se riuscissero a ingegnerizzare geneticamente le piante e i microbi del suolo in questo arco di tempo, la scalabilità per avere un impatto significativo sul clima sarà ancora una sfida enorme.

“Le piante sono già macchine estremamente efficienti per la fissazione del carbonio, frutto di milioni di anni di evoluzione, quindi non sono ancora convinto che CRISPR possa fare molto per migliorare il sequestro del carbonio alla scala di cui abbiamo bisogno”, scrive César Terrer, professore assistente al MIT che dirige un laboratorio incentrato sulle interazioni tra piante e suolo, a The Verge in un’e-mail.

Terrer non è coinvolto nel progetto, ma in precedenza è stato borsista presso una delle istituzioni coinvolte, il Lawrence Livermore National Laboratory, “e se qualcuno può fare questo [it’s] , scrive. Tuttavia, mette in guardia sul fatto che concentrarsi sui modi di ingegnerizzare la natura per aiutarci con il cambiamento climatico può essere una distrazione dalla necessità più urgente di ridurre l’inquinamento da gas serra in primo luogo.

L’agricoltura è già responsabile delle proprie enorme impronta di carbonio – in gran parte proveniente da bestiame e fertilizzanti. La coltivazione del riso è anche un grande colpevole per le emissioni di metano, poiché le risaie inzuppate sono la casa ideale per i microbi che producono metano. L’IGI è lavorando su questo problema anche questo problema, cercando di alterare le radici e le microbi nel suolo.

Il genoma del riso è più facile da manipolare rispetto ad altre colture, secondo Ringeisen, in parte perché è già stato studiato molto ed è ben compreso. Una delle scienziate coinvolte nell’iniziativa dell’IGI è Pamela Ronald, la cui ricerca è nota per aver portato alla creazione del sviluppo di varietà di riso che tollerano le inondazioni molto più a lungo di altri tipi di riso, utilizzando un diverso tipo di ingegneria genetica che è più simile a quella che si usa per la produzione di riso. riproduzione di precisione. Questo riso è oggi coltivato da oltre 6 milioni di agricoltori in India e Bangladesh, , secondo Laboratorio di Ronald presso l’Università della California, Davis.

Il lavoro dell’IGI non si fermerà al riso. Secondo Ringeisen, il sorgo è un altro candidato privilegiato per l’editing genico per aumentare l’eliminazione del carbonio. Ringeisen spera anche che le nuove varietà sviluppate siano accompagnate da ulteriori incentivi per gli agricoltori, come raccolti più abbondanti grazie a una fotosintesi più efficiente. Ma questo è ancora un futuro di qualche anno. L’IGI spera di iniziare le sperimentazioni internazionali sul campo con gli agricoltori circa tre anni dopo l’avvio della ricerca sul riso CRISPR.

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