Навука і тэхналогіі11

Вучоныя змянілі гены дрэваў. Навошта?

З дапамогай генетычных нажніц CRISPR вучоныя змянілі геном таполі, каб павялічыць вытворчасць паперы і зменшыць шкоду для навакольнага асяроддзя.

Драўніна древесина wood

Каманда амерыканскіх даследчыкаў абвясціла аб тым, што змагла вывесці новы гатунак таполі, які здольны павысіць эканамічную прадукцыйнасць лясной гаспадаркі і знізіць яе ўздзеянне на навакольнае асяроддзе. Сваімі дасягненнямі яны падзяліліся ў артыкуле, апублікаваным у часопісе Science.

У аснове праблемы ляжыць лігнін — прыродны палімер, які ўтрымліваецца ў клетках раслін і надае ім трываласць. Гэтая негідралізоўваная частка ў драўніне разных парод складае ад 20 да 50%. Лігнін з'яўляецца пабочным прадуктам у вытворчасці цэлюлозы.

Для таго, каб пераўтварыць драўняную масу хвоі ці таполі ў папяровую, яе награваюць да 170 °C з дадаткам соды або серы. У выніку атрымліваецца вялікая колькасць адкідаў. У 2021 годзе палова з прыкладна 1,7 мільярда тонаў сыравіны складалі адкіды. Сярод іх і чорны ці сульфатны шчолак, які моцна забруджвае навакольнае асяроддзе.

У апошнія два дзесяцігоддзі вучоныя вызначылі ролю розных генаў, якія адказныя за ўтварэнне лігніну.

Але поспех быў дасягнуты дзякуючы двум інструментам. Першы — гэта штучны інтэлект.

Вучоныя папрасілі нейронную сетку, у якую загрузілі ўсе накопленыя ў іх лабараторыі веды па 21 гене, вывучыць каля 70 тысяч камбінацый мутацый.

Штучны інтэлект знайшоў 347 камбінацый, якія прыводзілі да змяншэння ўтрымання лінгіну на 15% і павелічэння ўтрымання глюцыду, з якога складаецца цэлюлоза. У далейшым вучоныя выбралі сем стратэгій, якія дазваляюць знізіць утрыманне лігніну на 35% за кошт адначасовай мадыфікацыі ад чатырох да шасці генаў.

Другім інструментам стала выкарыстанне тэхналогіі рэдагавання геному CRISPR. З яго дапамогай вынікі кампʼютарнага мадэлявання атрымалася перанесці ў рэальныя лабараторныя ўмовы. Адключыўшы адныя гены і зменшыўшы актыўнасць другіх, вучоныя стварылі і вырасцілі 147 раслін са змененым складам лігніну.

За шэсць месяцаў пасаджаныя дрэўцы валасістаплоднай таполі (Populus trichocarpa) выраслі на вышыню 3 метраў. Утрыманне лігніну было зніжана на 50%. Пры гэтым не змяніліся фізічныя ўласцівасці, такія як шчыльнасць і эластычнасць. У той жа час 70% раслін паказалі значнае змяншэнне памеру ў параўнанні са звычайнымі таполямі, што магло паўплываць на ўраджайнасць. Таму ў далейшым вучоныя сканцэнтраваліся на вывучэнні рэшты 30%.

Эканамічнае мадэляванне паказала, што выкарыстанне генна-мадыфікаваных раслін дапаможа перапрацоўваць на 40% больш цэлюлозы і атрымліваць больш валакна для паперы. Аўтары артыкула называюць «фенаменальным» меркаванае трохразовае павышэнне прыбытку.

Акрамя гэтага, яны сцвярджаюць, што выкарыстанне генна-мадыфікаванай драўніны значна скароціць выкіды такіх забруджвальных рэчываў, як чорны шчолак, і дазволіць на 20% зменшыць выкіды ў атмасферу парніковых газаў, якія ўтвараюцца ў вытворчасці паперы.

Цяпер неабходна працягнуць эксперымент у рэальных прыродных умовах. Гэта зойме ад 25 да 30 гадоў.

Чытайце яшчэ:

У Еўропе хутка могуць дазволіць шырокае выкарыстанне генна-мадыфікаваных раслін

Лён, тытунь і журавіны цікавяць генетычных інжынераў

Як рэдагаванне генаў можа паўплываць на будучыню чалавецтва

Каментары1

  • Казік
    17.07.2023
    Ідзе працэс адмовы ад паперы. Пакіньце дрэвы ў спакоі. Праз 25-30 год папяровыя рэчы набудуць статус вінтажу для хіпстэраў, кшталту вінілавых плытак.

Цяпер чытаюць

Дакументальна пацверджаная гібель на расійскім баку 730 грамадзян Беларусі46

Дакументальна пацверджаная гібель на расійскім баку 730 грамадзян Беларусі

Усе навіны →
Усе навіны

Расійская армія страціць 650 тысяч чалавек забітымі да канца года — FT9

42% правільных адказаў. Навукоўцы праверылі, што перадавыя ШІ ведаюць пра Беларусь і што ім недаступна9

Наладжваецца бізнэс па афармленні расіянамі беларускіх ВНЖ на фіктыўных падставах. Усё дзеля куплі аўто на беларускіх нумарах10

Развітанне з Янам Памедорам Рэуцкім пройдзе ў Варшаве

Памёр вядомы хірург, былы галоўны анколаг Мінска

Улад Калячонак дэбютаваў за «Нью-Джэрсі» і адразу закінуў шайбу5

Трамп прапанаваў замену кіраўніку NVidia Хуангу2

Маштабны збой закрануў Outlook, Teams, Copilot і іншыя сэрвісы Microsoft5

Памятаеце, «Арэшнік» упаў на гаражы пад Кіевам? Украінцы расказалі, якая сістэма дазволіла адхіліць ракету ад ваеннай цэлі21

больш чытаных навін
больш лайканых навін

Дакументальна пацверджаная гібель на расійскім баку 730 грамадзян Беларусі46

Дакументальна пацверджаная гібель на расійскім баку 730 грамадзян Беларусі

Галоўнае
Усе навіны →

Заўвага:

 

 

 

 

Закрыць Паведаміць