Биологи из США и Китая опробовали семь различных стратегий редактирования генов деревьев, выбранных из почти 70 тыс. вариантов. Целью эксперимента было отрегулировать производство лигнина — растительного полимера, придающего древесине прочность.

Ученые выбрали тополь из-за его быстрого роста. Им удалось отключить некоторые гены растения, чтобы сократить количество лигнина в сырье, облегчив извлечение целлюлозы. Это поможет уменьшить количество химикатов и снизить загрязняющие выбросы от целлюлозной промышленности, сообщает Eco-Business.

В глобальном масштабе производство бумаги способствует выбросу около 170 млн т углекислого газа в год, а также образует сотни миллионов тонн химических отходов.

Используя инструмент модификации ДНК CRISPR, исследователям удалось снизить уровень лигнина почти на 50% в тестовых саженцах. Соотношение полезной древесной массы к лигнину увеличилось более чем вдвое.

В нынешнем виде ученые ожидают, что модифицированные деревья помогут увеличить производительность целлюлозного завода на 40%, при этом предприятию потребуется меньше сырья и химикатов для производства целлюлозы.

«Мы используем CRISPR для создания более устойчивой древесины. Системы CRISPR обеспечивают гибкость для редактирования отдельных генов или семейств генов, что позволяет еще больше улучшить свойства сырья», — сказал соавтор исследования, профессор Родольф Баррангу из Университета Северной Каролины.

Ученые отметили, что некоторые ГМО-тополя росли медленнее диких растений. Чтобы решить эту проблему, потребуются долгосрочные полевые испытания.

Генетическая модификация деревьев для повышения эффективности производства может помочь снизить земле- и ресурсоемкость целлюлозно-бумажной промышленности, однако эта практика может также нанести ущерб окружающему биоразнообразию, если модифицированные растения будут перекрестно опыляться с местными видами. По словам профессора биологии из Национального университета Сингапура Пракаша Кумара, ГМО-тополя не стоит внедрять без предварительного изучения последствий скрещивания генетически модифицированных растений с обычными.