CRISPR pirinci iklim değişikliğiyle mücadeleye nasıl yardımcı olabilir

Gen düzenleme teknolojisi CRISPR, büyüdükçe iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı olan yeni ürünler yaratabilir mi? Bir grup araştırmacı, Chan Zuckerberg Girişimi’nden 11 milyon dolarlık fon sağlamayı umuyor. Finansman, bitkileri — pirinçten başlayarak — ve toprağı, karbondioksiti daha iyi yakalayabilmeleri için geliştirme çabalarına gidecek. Geçen hafta açıklanan çaba, Nobel ödüllü ve CRISPR’NİN ortak mucidi Jennifer Doudna tarafından kurulan Yenilikçi Genomik Enstitüsü tarafından yönetiliyor.

“[Jennifer] ve iklimi ve dünyada ne kadar büyük bir sorun olduğunu göz göze gördüm. Yenilikçi Genomik Enstitüsü (IGI) icra direktörü Brad Ringeisen, ”Artık kenarda oturmak istemedik” diyor.

İklim uzmanları, iklim değişikliğiyle gerçekten başa çıkmanın tek yolunun, elektrik veya elektrik trenleri, uçaklar ve arabalar üretmek için fosil yakıtları yakarken havaya gönderdiğimiz sera gazı emisyonlarının miktarını azaltmak olduğu konusunda ezici bir şekilde hemfikirdir. Ancak insanlar zaten atmosfere o kadar çok gezegen ısıtan kirlilik attılar ki, mevcut karmaşanın bir kısmını temizlemenin ve daha da felaket iklim değişikliğini önlemenin yollarını bulmamız gerekiyor. Bunu başarmanın bir yolu bitkilerdir. Bitkiler fotosentez sırasında doğal olarak ortak bir sera gazı olan karbondioksiti alırlar. Sonunda, o karbonu toprağa aktarırlar.

CRISPR, istenen özellikleri üretmek için bir bitkinin genomunda kesin değişiklikler yapmak için kullanılabilir. Igı’nin karbon giderme görevinde gen düzenlemesi için üç hedef vardır. Bitkilerde fotosentezi daha verimli hale getirmeye çalışmakla başlar, böylece mümkün olduğunca fazla CO2 yakalamada daha iyi olurlar. İkincisi, IGI daha uzun kökleri olan mahsuller geliştirmekle ilgileniyor. Bitkiler karbonu köklerinden toprağa aktarırlar (öldüklerinde vücutlarının geri kalanından olduğu gibi). Uzun kökleri, bu yüzden bu kadar kolay atmosfere tekrar serbest değil mi bu derin toprak içine karbon yatırabilirsiniz. Bitkilerin genlerini etkilemek ve daha sağlam köklere sahip mahsuller geliştirmek için benzer bir çaba, 2020 yılında Bezos Dünya Fonu’ndan 30 milyon dolar alan Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü’nde devam etmektedir.

Bu bizi ıgı’nin araştırmasının üçüncü koluna getiriyor: toprağın sera gazlarını serbest bırakmak yerine depolama kapasitesini arttırmak. Toprak genellikle karbonu çok uzun süre tutmaz. Bitki maddesini parçalarken toprak mikroplarının solunumu yoluyla atmosfere geri kaçar. Toprak işleme gibi modern tarımda kullanılan teknikler bu süreci hızlandırır ve toprağın daha fazla karbon kaybetmesine izin verir. Ringeisen’e göre, ıgı’nin CRISPR araştırmasının potansiyel sonuçlarından biri, karbonu daha uzun süre tutan bir toprak mikrobiyomunu beslemek için kire eklenebilecek bir üründür.

Bunların hepsi hala meyvelerden çok uzun bir yol olan ağır asansörlerdir. Chan Zuckerberg Girişiminden elde edilen 11 milyon dolar, üç yıllık araştırmayı finanse ediyor ve Ringeisen, “yedi ila 10 yıl arasında gerçek dünya etkisini bekliyor.” Bu zaman dilimi içinde genetik mühendisliği tesislerinde ve toprak mikroplarında başarılı olsalar bile, iklim üzerinde anlamlı bir etkiye sahip olacak şekilde ölçeklendirmek hala büyük bir zorluk olacaktır.

MIT’de yardımcı doçent olan César Terrer, ”Bitkiler zaten milyonlarca yıllık evrimden kaynaklanan son derece verimli karbon sabitleme makineleridir, bu yüzden CRISPR’NİN ihtiyacımız olan ölçekte karbon tutmayı iyileştirmek için çok şey yapabileceğine hala ikna olmaya devam ediyorum” bitki-toprak etkileşimlerine odaklanan bir laboratuara liderlik eden MIT’de yardımcı doçent olan César Terrer, verge’ye bir e-postayla yazar.

Terrer projede yer almıyor, ancak daha önce ilgili kurumlardan biri olan Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda bir arkadaştı, “ve eğer birisi bunu yapabilirse [onlar]” diye yazıyor. Yine de, iklim değişikliğinde bize yardımcı olmak için doğayı mühendisleştirmenin yollarına odaklanmanın, ilk etapta sera gazı kirliliğini azaltmak için daha acil ihtiyaçtan uzaklaşabileceği konusunda uyarıyor.

Tarım zaten kendi muazzam karbon ayak izinden sorumludur – çoğu hayvancılık ve gübreden gelmektedir. Pirinç ekimi aynı zamanda metan emisyonları için de büyük bir suçludur, çünkü vıcık vıcık pirinç tarlaları metan üreten mikroplar için ideal bir evdir. IGI de bu problem üzerinde çalışıyor, yine topraktaki kökleri ve mikropları değiştirmeye bakıyor.

Ringeisen’e göre, pirinç genomunun manipüle edilmesi diğer mahsullerden daha kolaydır, çünkü kısmen çok çalışılmış ve iyi anlaşılmıştır. Igı’nin inisiyatifinde yer alan bilim adamlarından biri, araştırmaları, daha çok hassas üreme gibi farklı bir genetik mühendisliği kullanan diğer türlerden çok daha uzun süre su basmasına tolerans gösteren pirinç çeşitlerinin geliştirilmesine yol açtığı bilinen Pamela Ronald. Ronald’ın Kaliforniya Üniversitesi Davis’teki laboratuvarına göre, bu pirinç şu anda Hindistan ve Bangladeş’te 6 milyondan fazla çiftçi tarafından yetiştiriliyor.

Igı’nın işi pirinçle bitmeyecek. Ringeisen’e göre Sorgum, karbon giderimini artırmak için gen düzenlemesi için bir başka önemli aday. Ayrıca, geliştirdikleri yeni çeşitlerin, daha verimli fotosentezden kaynaklanan daha bol hasat gibi çiftçiler için ek teşviklerle geleceğini umuyor. Ama bu hala birkaç yıl ileride. IGI, CRISPR pirinci araştırmalarının başlamasından yaklaşık üç yıl sonra çiftçilerle uluslararası saha denemelerine başlamayı umuyor.