Οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια ανασκόπηση των τεχνικών επεξεργασίας γονιδίων και διαπίστωσαν ότι η μέθοδος CRISPR/Cas [i](ομαδοποιημένες τακτικά διακεκομμένες σύντομες παλινδρομικές επαναλήψεις/Cas) θα μπορούσε να λειτουργήσει ως σωτήρια λύση για καλλιέργειες ρυζιού που απειλούνται από την κλιματική αλλαγή.
Η μελέτη σημείωσε ότι ενώ το ρύζι είναι ένα από τα «δημητριακά με τη μεγαλύτερη κατανάλωση παγκοσμίως και τρέφει περίπου τρία δισεκατομμύρια ανθρώπους», οι αβιοτικές και βιοτικές[ii] πιέσεις που προκαλούνται από το κλίμα έχουν επηρεάσει την καλλιέργεια όπως επίσης την παραγωγή και την ποιότητα των καλλιεργειών ρυζιού.
Τονίζοντας τα ευρήματα της μελέτης, ο Δρ. Antonio Costa de Oliveira, Επικεφαλής Συγγραφέας του Ομοσπονδιακού Πανεπιστημίου Pelotas της Βραζιλίας, μαζί με μια ομάδα άλλων επιστημόνων, δήλωσε ότι το εργαλείο CRISPR/Cas ήταν «αποτελεσματικό» στην επεξεργασία γονιδίων για απόδοση, ανοχή σε βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις και μελέτες ποιότητας κόκκων ρυζιού.
Επισήμαναν, ωστόσο, ότι η εμπορική καλλιέργεια των τροποποιημένων φυτών είναι απαραίτητη προϋπόθεση για να δούμε πραγματικά αποτελέσματα από τη χρήση της τεχνικής CRISPR/Cas
Ο Δρ Costa de Oliveira δήλωσε ότι για να διασφαλιστεί η παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια, πρέπει να αναπτυχθούν νέες ποικιλίες καλύτερης απόδοσης.
Η συμβατική αναπαραγωγή μας έχει φτάσει εδώ, αλλά τεχνικές βιοτεχνολογίας όπως η επεξεργασία γονιδίων μπορούν να μας βοηθήσουν να ανταποκριθούμε στις μελλοντικές απαιτήσεις.
Ο Δρ Costa de Oliveira σημείωσε ότι το CRISPR/Cas έχει επιλεχτεί λόγω της «ευκολίας χειρισμού» του μεταξύ των πολλών μεθόδων γονιδιακής επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται ήδη.
Έχουν προταθεί εναλλακτικές λύσεις που προσπαθούν να ενισχύσουν την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης πολλών πρωτεϊνών Cas. Ο Δρ Costa de Oliveira συνέχισε λέγοντας ότι τα φυτά που δεν έχουν υποστεί επεξεργασία είναι πιο κοινωνικά αποδεκτά.
Σύμφωνα με την έρευνα, μέχρι το 2050, η παγκόσμια κατανάλωση ρυζιού μπορεί να αυξηθεί κατά 50%, οδηγώντας σε ζήτηση έως και 1,125 δισεκατομμυρίων τόνων.
Οι ερευνητές σημείωσαν ότι η κλιματική αλλαγή επηρεάζει την παραγωγή ρυζιού αυξάνοντας τη συχνότητα με την οποία εμφανίζονται οι βιοτικές πιέσεις (ασθένειες όπως ιοί, βακτήρια, μύκητες, νηματώδεις, παράσιτα και ζιζάνια) σε συνδυασμό με αβιοτικά στρες (συμπεριλαμβανομένης της ξηρασίας, της βύθισης, του αλατιού, της ζέστης, του κρύου).
«Η κλιματική αλλαγή επηρεάζει τη συχνότητα, την ένταση και τη διάρκεια αυτών των πιέσεων», είπαν οι ειδικοί. Καθώς υπάρχει όριο στο πόση έκταση μπορεί να καλλιεργηθεί, είναι σημαντικό να αναπτυχθούν νέες ποικιλίες ρυζιού ανθεκτικές στις καταπονήσεις και να έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν μεγαλύτερες αποδόσεις.
«Οι υψηλές δυνατότητες της επεξεργασίας CRISPR/Cas9, για παράδειγμα, βοήθησαν στην ανάπτυξη ευρέως φάσματος αντοχής σε βακτήρια, μύκητες και ιούς, απενεργοποιώντας τα γονίδια ευαισθησίας και προσθέτοντας γονίδια αντίστασης», είπε ο Δρ Costa de Oliveira.
«Με αυτόν τον τρόπο, η επεξεργασία γονιδιώματος με βάση το CRISPR/Cas9 κατέστησε δυνατή την αλλαγή τριών προαγωγών[iii] του γονιδίου SWEET, γεγονός που οδήγησε σε σειρές ρυζιού που είναι ανθεκτικές στο Xanthomonas oryzae pv. oryzae σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών».
Όταν ρωτήθηκαν για το μέλλον, οι ερευνητές αναγνώρισαν ότι η συμβατική αναπαραγωγή-εκτροφή ήταν «καθοριστική μέχρι στιγμής», αλλά ότι χρειαζόταν πολύ περισσότερη δουλειά για να εκπληρωθούν οι μελλοντικές ανάγκες και να ξεπεραστούν οι περιορισμοί της εκτροφής ρυζιού.
[i] Ένα εργαστηριακό εργαλείο που χρησιμοποιείται για την αλλαγή ή την «επεξεργασία» τμημάτων του DNA ενός κυττάρου. Το CRISPR-Cas9 χρησιμοποιεί ένα ειδικά σχεδιασμένο μόριο RNA για να καθοδηγήσει ένα ένζυμο που ονομάζεται Cas9 σε μια συγκεκριμένη αλληλουχία DNA.
[ii] Βιοτικοί παράγοντες είναι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί: τα φυτά, τα ζώα και οι μικροοργανισμοί (π.χ. μύκητες και βακτήρια). Αντίστοιχα, αβιοτικοί παράγοντες είναι όλα τα μη ζωντανά συστατικά ενός οικοσυστήματος: το φως, το κλίμα, το νερό, το έδαφος.
[iii] Περιοχή του DNA όπου ξεκινά η μεταγραφή ενός γονιδίου.
