Los árboles editados con CRISPR reducen la energía y el agua necesarias para fabricar papel

El uso de CRISPR para modificar genéticamente los árboles podría reducir drásticamente la huella energética de la industria papelera.

Fabricar papel utiliza energía y agua, dice Jack Wang de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. En 2021, la huella de carbono global de la industria se estimó en 190 millones de toneladas, una cifra que se espera que aumente hasta 2030, cuando se espera que la producción de papel alcance su punto máximo.

Una de las mayores pérdidas de energía en el proceso de fabricación de papel es la eliminación de la lignina polimérica de la madera, dice Wang. En 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, así como mucha agua, dice Wang. Pero la lignina “también contribuye a la estructura, integridad y resiliencia de los árboles”, especifica Rodolphe Barrangou también de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

Wang, Barrangou y sus colegas se preguntaron si podrían modificar genéticamente los álamos, que se utilizan ampliamente para fabricar papel, para tener una menor concentración de lignina y conservar su estructura.

Para ello, utilizaron el aprendizaje automático para analizar el genoma del álamo y resaltar las combinaciones de genes que podrían modificar utilizando CRISPR, el programa que identifica 69.123 formas de modificar 21 genes.

Los investigadores analizaron estos datos para determinar qué combinaciones tenían la mejor oportunidad de reducir el contenido de lignina de un árbol mientras aseguraban que se mantuviera fuerte, y encontraron que solo el 0.5 por ciento cientos de estos métodos de edición se ajustan a la factura. Eligieron siete que consideraron particularmente resistentes, de los cuales cultivaron 174 variantes diferentes de álamos editados con CRISPR.

Después de seis meses de crecimiento, el equipo descubrió que el contenido de lignina de los árboles modificados era hasta un 49 % más bajo que el de los árboles no modificados.

“En un momento en que el cambio climático es tan significativo, es muy emocionante encontrar soluciones tangibles y potenciales del mundo real para reducir drásticamente las emisiones de carbono de la producción de pulpa y papel”, dice Wang.

Los árboles han estado creciendo durante aproximadamente un año y no muestran efectos negativos importantes en su estructura, dice Barrangou. Los investigadores planean plantar varios en un bosque para estudiar los efectos a largo plazo de la edición de genes y están explorando la técnica para otros tipos de árboles utilizados para fabricar papel.

“Este podría ser el comienzo de una nueva era de silvicultura sostenible”, dice Barrangou. Wang dice que espera que estos árboles puedan usarse comercialmente a gran escala para la década de 2040.