Bitkiler temelde karbon yakalama fabrikalarıdır ve yeni bir araştırma programı, CRISPR ile gen düzenlemeyi kullanarak onları daha iyi hale getirmeyi amaçlamaktadır.
CRISPR’ın mucitlerinden Jennifer Doudna tarafından kurulan California’da yer alan bir araştırma grubu olan Innovative Genomics Institute (IGI), bitkilerin karbon depolama yeteneklerini artırmak için devrim niteliğindeki gen düzenleme aracını kullanmak için yeni bir program duyurdu. İlk program üç yıl sürecek ve Mark Zuckerberg ve Priscilla Chan’ın vakfından 11 milyon dolarlık bir hibe ile finanse ediliyor.
Araştırma, bilim insanlarının iklim değişikliğini yavaşlatmak için halihazırda atmosferde bulunan karbondioksiti vakumla çekmenin yollarını bulmaya yönelik artan çabalarının bir parçası. Bitkilerin karbon dioksiti almak için doğal yeteneklerini artırma işlemi, yeterince büyük ölçekte yapılırsa, ısınan bir dünyada sıcaklıkları düşürmeye yardımcı olabilir.
Birçok kişi karbon yakalamayı ağaçlarla ilişkilendirirken, IGI araştırması tarımsal ürünlere odaklanıyor. IGI’nin yönetici direktörü Brad Ringeisen, kararın esas olarak bir zamanlama meselesi olduğunu söylüyor. Ağaçların karbonu on yıllar hatta yüzyıllar boyunca hapsetmesine izin veren uzun ömürleri olabilir, ancak çoğu mahsul daha hızlı büyür ve araştırmacıların test sürecini hızlandırmasına izin veriyorlar.
CRISPR ile Bitkiler Daha Hızlı Büyüyebilir
Ringeisen, IGI çalışmasının birincil hedeflerinden birinin, bitkilerin daha hızlı büyüyebilmesi için fotosentezde ince ayar yapmak olacağını söylüyor. Araştırmacılar, ilgili enzimleri değiştirerek, bazıları gerçekten karbon dioksit salanlar da dahil olmak üzere, enerji tüketen yan reaksiyonları kesebilirler.
Ancak fotosentez hikayenin sadece yarısıdır, çünkü bitkilerdeki karbon genellikle bitkiler toprak mikropları, hayvanlar veya insanlar tarafından yenildikten sonra havaya geri döner. Karbonu toprakta tutmak veya depolamanın başka yollarını bulmak en az onu yakalamak kadar önemlidir.
Daha büyük, daha derin kök sistemleri toprakta daha fazla karbon depolamaya yardımcı olabilir, çünkü bir bitki ölürse ve parçaları yerin derinliklerinde kalırsa, bu parçalardaki karbonun havaya hızla geri dönmesi daha az olasıdır. Ringeisen, “köklerin olası tek depolama seçeneği olmadığını söylüyor. Modifiye edilmiş bitkiler, depolama için derinlere pompalanabilen biyo-yağ veya biyokömür yapmak için de kullanılabilir.”
Minnesota Üniversitesi’nde genetik mühendisi ve IGI’nin bilimsel danışma kurulu üyesi Daniel Voytas, tesisleri karbon giderme için optimize etmenin zor olacağını söylüyor.
Araştırmacıların bitkilerde CRISPR ile değiştirmek istediği özelliklerin birçoğunun çoklu genlerden etkilendiğini ve bunun da hassas düzenlemeyi zorlaştırabileceğini söylüyor. Tütün ve pirinç gibi bazı bitkiler o kadar kapsamlı bir şekilde incelenmiş ki, araştırmacılar onları nasıl ince ayar yapacaklarını geniş ölçüde anlamış olsa da, diğer bitkilerin genetiği daha az anlaşılmış durumda.
Ringeisen, IGI’nin fotosentez ve kök sistemleriyle ilgili ilk araştırmalarının çoğunun pirince odaklanacağını söylüyor. Aynı zamanda enstitü, araştırmacılar için özellikle zor olan temel bir ürün olan sorgum için daha iyi gen düzenleme teknikleri geliştirmek için de çalışacak. Ekip, sonunda toprak mikroplarını da anlamayı ve potansiyel olarak değiştirmeyi umuyor.
Ringeisen, “Bu kolay değil, ancak karmaşıklığı benimsiyoruz” diyor. Nihayetinde, iklim değişikliği söz konusu olduğunda, “bitkiler, mikroplar ve tarımın aslında sorunun bir parçası değil, çözümün bir parçası olabileceğini” umuyor.
Kaynak: This CRISPR pioneer wants to capture more carbon with crops [www.technologyreview.com/2022/06/14/1053843/carbon-capture-crispr-crops/] by Casey Crownhart