Álamos modificados con CRISPR (izquierda) y álamos no modificados (derecha)
Xin Min Yang
El uso de la tecnología CRISPR para modificar genéticamente los árboles podría reducir significativamente la huella energética de la industria papelera.
Fabricar papel requiere tanto energía como agua, dice Jack Wang de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. En 2021, la huella de carbono global de la industria se estima en 190 millones de toneladas, un número que se espera que aumente hasta 2030, cuando se espera que la producción de papel alcance su punto máximo.
Uno de los mayores consumos de energía en el proceso de fabricación de papel es la eliminación del polímero de lignina de la madera, dice Wang. Dentro de la estructura de la madera, la lignina está unida a la celulosa, la molécula que forma el papel. Separar los dos requiere alta temperatura y presión, dice Wang, así como mucha agua. Pero la lignina también “contribuye a la estructura, integridad y resiliencia de los árboles”, dice Rudolf Barango, también de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
Wang, Barango y sus colegas se preguntaron si podrían modificar genéticamente los álamos, que se utilizan ampliamente en la industria del papel, para tener una menor concentración de lignina y mantener su estructura.
Para hacer esto, utilizaron el aprendizaje automático para analizar el genoma del álamo y resaltar grupos de genes que podían editar usando CRISPR, con el programa identificando 69123 formas de editar 21 genes.
Los investigadores analizaron estos datos para determinar qué grupos tenían la mejor oportunidad de reducir el contenido de lignina de un árbol mientras se aseguraban de que se mantuviera fuerte, y descubrieron que era solo 0,5 para cada uno. Un centavo de estos métodos de edición encaja a la perfección. Eligieron siete que consideraron particularmente poderosos, cultivando 174 tipos diferentes de álamos que habían sido modificados por CRISPR.
Después de seis meses de crecimiento, el equipo descubrió que el contenido de lignina en los árboles modificados era hasta un 49 % más bajo que en los árboles no modificados.
“En un momento en que el cambio climático es tan importante, es muy emocionante encontrar soluciones realistas y potenciales para reducir significativamente las emisiones de carbono de la producción de pulpa y papel”, dice Wang.
Barango dice que los árboles han estado creciendo durante aproximadamente un año y no muestran ningún efecto negativo importante en su estructura. Los investigadores planean plantar varios de ellos en un bosque para estudiar los efectos a largo plazo de la edición de genes y están explorando la tecnología de otras especies de árboles que se utilizan para fabricar papel.
“Este podría ser el comienzo de una nueva era de bosques sostenibles”, dice Barango. Wang dice que espera que estos árboles tengan un amplio uso comercial para 2040.
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