Bagaimana beras CRISPR dapat membantu mengatasi perubahan iklim

Beras yang gen-nya diedit mungkin lebih baik dalam menangkap karbondioksida

 

Petani menyiangi sawah mereka di Sulawesi Tengah, Indonesia
Petani menyiangi sawah mereka di Desa Rarampadende, Indonesia, pada 18 September 2020.
 Photo by Basri Marzuki/NurPhoto via Getty Images

Dapatkah teknologi penyuntingan gen CRISPR menciptakan tanaman baru yang membantu melawan perubahan iklim saat tanaman-tanaman tersebut tumbuh? Itulah yang diharapkan oleh sekelompok peneliti dengan pendanaan $11 juta dari Chan Zuckerberg Initiative. Pendanaan akan digunakan untuk upaya peningkatan tanaman – dimulai dengan padi – dan tanah sehingga menjadi lebih baik dalam menjebak karbon dioksida. Upaya tersebut, yang diumumkan minggu lalu , dipimpin oleh Innovative Genomics Institute, yang didirikan oleh pemenang Nobel dan salah satu penemu CRISPR Jennifer Doudna.

“[Jennifer] dan saya melihat secara langsung tentang iklim dan seberapa besar masalahnya di dunia. Dan kami tidak ingin menjadi penonton lagi,” kata direktur eksekutif Innovative Genomics Institute (IGI) Brad Ringeisen.

Pakar iklim sangat setuju bahwa satu-satunya cara untuk benar-benar mengatasi perubahan iklim adalah dengan mengurangi jumlah emisi gas rumah kaca yang kita kirimkan ke udara saat kita membakar bahan bakar fosil untuk menghasilkan listrik atau kereta listrik, pesawat, dan mobil. Tetapi manusia telah membuang begitu banyak polusi pemanasan planet ke atmosfer sehingga kita juga perlu menemukan cara untuk membersihkan beberapa kekacauan yang ada dan mencegah perubahan iklim yang lebih dahsyat. Salah satu cara untuk mencapainya adalah melalui tanaman. Tanaman secara alami mengambil gas rumah kaca umum, karbon dioksida, selama fotosintesis. Akhirnya, tanaman-tanaman tersebut mentransfer karbon itu ke dalam tanah.

CRISPR dapat digunakan untuk membuat perubahan yang tepat dalam genom tanaman untuk menghasilkan sifat yang diinginkan. Ada tiga target penyuntingan gen dalam misi penghilangan karbon IGI. Dimulai dengan mencoba membuat fotosintesis lebih efisien pada tanaman sehingga tanaman-tanaman tersebut lebih baik dalam menangkap CO2 sebanyak mungkin. Kedua, IGI tertarik untuk mengembangkan tanaman dengan akar yang lebih panjang. Tumbuhan mentransfer karbon ke dalam tanah melalui akarnya (juga dari bagian tubuh lainnya saat mati). Akar yang lebih panjang dapat menyimpan karbon lebih dalam ke dalam tanah sehingga tidak mudah terlepas ke atmosfer lagi. Upaya serupa untuk memengaruhi gen tanaman dan mengembangkan tanaman dengan akar yang lebih kuat sedang berlangsung di Salk Institute for Biological Studies, yang menerima $30 juta dari Bezos Earth Fund  pada tahun 2020.

Hal itu membawa kita ke cabang ketiga penelitian IGI: meningkatkan kapasitas tanah untuk menyimpan, bukan melepaskan, gas rumah kaca. Tanah biasanya tidak dapat menahan karbon dalam waktu yang lama. Karbon akan lolos kembali ke atmosfer melalui respirasi mikroba tanah saat mereka memecah materi tanaman. Dan teknik yang digunakan dalam pertanian modern, seperti mengolah tanah, mempercepat proses ini dan membuat tanah kehilangan lebih banyak karbonnya. Salah satu hasil potensial dari penelitian CRISPR IGI, menurut Ringeisen, adalah produk yang dapat ditambahkan ke tanah untuk memelihara mikrobioma tanah yang menahan karbon lebih lama.

Ini semua adalah pekerjaan berat yang masih jauh dari hasil. $11 juta dari Chan Zuckerberg Initiative mendanai penelitian selama tiga tahun, dan Ringeisen mengharapkan “dampak dunia nyata dalam tujuh hingga 10 tahun.” Bahkan jika mereka berhasil merekayasa genetika tanaman dan mikroba tanah dalam jangka waktu tersebut, meningkatkan untuk memiliki dampak yang berarti pada iklim masih akan menjadi tantangan besar.

“Tanaman sudah menjadi mesin pengikat karbon yang sangat efisien, yang dihasilkan dari jutaan tahun evolusi, jadi saya masih tetap yakin bahwa CRISPR dapat berbuat banyak untuk meningkatkan penyerapan karbon pada skala yang kita butuhkan,” César Terrer, asisten profesor di MIT yang memimpin laboratorium yang berfokus pada interaksi tanaman-tanah, tulis The Verge dalam email.

Terrer tidak terlibat dalam proyek tersebut, tetapi dia sebelumnya adalah seorang rekan di salah satu institusi yang terlibat, Laboratorium Nasional Lawrence Livermore, “dan jika seseorang dapat melakukan ini [itulah] mereka,” tulisnya. Namun, dia mengingatkan bahwa berfokus pada cara merekayasa alam untuk membantu kita menghadapi perubahan iklim dapat menjadi pengalih perhatian dari kebutuhan yang lebih mendesak untuk mengurangi polusi gas rumah kaca.

Pertanian sudah bertanggung jawab atas jejak karbonnya sendiri yang sangat besar — ​​sebagian besar berasal dari ternak dan pupuk . Budidaya padi juga merupakan penyebab besar emisi metana karena sawah yang basah adalah rumah yang ideal bagi mikroba penghasil metana. IGI juga sedang mengerjakan masalah ini , sekali lagi melihat perubahan akar dan mikroba di dalam tanah .

Genom padi lebih mudah dimanipulasi daripada tanaman lain, menurut Ringeisen, sebagian karena sudah banyak dipelajari dan dipahami dengan baik . Salah satu ilmuwan yang terlibat dalam inisiatif IGI adalah Pamela Ronald, yang penelitiannya dikenal luas mengarah pada pengembangan varietas padi yang tahan banjir lebih lama daripada jenis lain dengan menggunakan jenis rekayasa genetika berbeda yang lebih seperti pemuliaan presisi . Padi itu sekarang ditanam oleh lebih dari 6 juta petani di seluruh India dan Bangladesh, menurut laboratorium Ronald di Universitas California, Davis.

Karya IGI tidak akan berhenti dengan padi. Sorgum adalah calon utama lain untuk pengeditan gen untuk meningkatkan penghilangan karbon, menurut Ringeisen. Dia juga berharap bahwa setiap varietas baru yang mereka kembangkan akan datang dengan insentif ekstra bagi petani, seperti panen yang lebih melimpah yang dihasilkan dari fotosintesis yang lebih efisien. Tapi itu masih beberapa tahun ke depan. IGI berharap untuk memulai uji coba lapangan internasional dengan petani sekitar tiga tahun setelah penelitian mereka tentang beras CRISPR berlangsung.
Keterangan :
CRISPR : clustered regularly interspaced short palindromic repeats

Sumber:
How CRISPR rice could help tackle climate change

Leave a Reply

Your email address will not be published.

× Beli Sekarang