Pioneiros do CRISPR querem capturar mais carbono com culturas geneticamente editadas
Natureza e espaço

Pioneiros do CRISPR querem capturar mais carbono com culturas geneticamente editadas

Nova pesquisa do instituto de Jennifer Doudna visa criar plantas famintas por CO2 com um crescimento mais rápido usando a ferramenta de edição de genes.

As plantas são as fábricas originais de captura de carbono. E um novo programa de pesquisa visa torná-las melhores usando a edição de genes.

O Innovative Genomics Institute (IGI), um grupo de pesquisa em Berkeley, Califórnia (EUA), fundado pela coinventora do CRISPR, Jennifer Doudna, anunciou um novo programa para usar a revolucionária ferramenta de edição de genes em plantas para aumentar sua aptidão para o armazenamento de carbono. O programa inicial durará três anos e é financiado por uma doação de US$ 11 milhões da fundação de Mark Zuckerberg e Priscilla Chan.

A pesquisa faz parte de um esforço crescente dos cientistas para encontrar maneiras de aspirar o dióxido de carbono já existente na atmosfera para retardar as mudanças climáticas. Aumentar as habilidades naturais das plantas para absorver o dióxido de carbono poderia, se feito em grande escala, ajudar a reduzir as temperaturas máximas em um mundo em aquecimento.

Enquanto muitas pessoas associam a captura de carbono com árvores, a pesquisa do IGI está se concentrando em culturas agrícolas. A decisão é principalmente uma questão de tempo, diz Brad Ringeisen, diretor executivo da IGI. As árvores podem ter uma longa vida útil que lhes permite reter carbono por décadas ou até séculos, mas a maioria das culturas cresce mais rápido, permitindo que os pesquisadores acelerem o processo de teste.

Um dos principais objetivos do trabalho do IGI será ajustar a fotossíntese para que as plantas possam crescer mais rapidamente, diz Ringeisen. Ao alterar as enzimas envolvidas, os pesquisadores podem eliminar reações colaterais que consomem energia, incluindo algumas que realmente liberam dióxido de carbono.

Mas a fotossíntese é apenas metade da história, porque o carbono nas plantas geralmente volta para o ar depois que as plantas são comidas por micróbios do solo, animais ou pessoas. Manter o carbono no solo, ou encontrar outras maneiras de armazená-lo, é pelo menos tão importante quanto capturá-lo em primeiro lugar.

Sistemas radiculares maiores e mais profundos podem ajudar a armazenar mais carbono no solo, porque se uma planta morrer e partes dela estiverem no subsolo, é menos provável que o carbono nessas partes retorne ao ar rapidamente. As raízes não são a única opção de armazenamento possível, diz Ringeisen. Plantas modificadas também podem ser usadas para fazer bio-óleo ou biocarvão, que pode ser bombeado para o subsolo para armazenamento.

A otimização de plantas para remoção de carbono será um desafio, diz Daniel Voytas, engenheiro genético da Universidade de Minnesota e membro do conselho consultivo científico do IGI.

Muitas das características que os pesquisadores querem alterar nas plantas são influenciadas por vários genes, o que pode dificultar a edição precisa, diz ele. E enquanto algumas plantas, como tabaco e arroz, foram estudadas tão extensivamente que os pesquisadores entendem amplamente como ajustá-las, a genética de outras é menos compreendida.

A maior parte da pesquisa inicial do IGI sobre fotossíntese e sistemas radiculares se concentrará no arroz, diz Ringeisen. Ao mesmo tempo, o instituto também trabalhará no desenvolvimento de melhores técnicas de edição de genes para o sorgo, uma cultura básica que tem sido particularmente difícil para os pesquisadores quebrarem. A equipe espera eventualmente entender e potencialmente alterar os micróbios do solo também.

“Isso não é fácil, mas estamos aceitando a complexidade”, diz Ringeisen. Em última análise, ele espera que, quando se trata de mudanças climáticas, “plantas, micróbios e agricultura possam realmente ser parte da solução, e não parte do problema”.