Ilmuwan Berhasil Rekayasa Genetik Pohon untuk Membuat Kertas

KERTAS disebut sebagai produk daur ulang yang terbaik. Mereka dapat didaur ulang, biodegradable, dan berasal dari terbarukan.

Memang bahan utamanya serat selulosa secara harfiah tumbuh di pohon. Tetapi memisahkan selulosa dari zat lain di dalam tanaman, seperti bahan kayu yang kaku yang disebut lignin, menimbulkan kerugian lingkungan yang berat.

Setiap tahun, pabrik kertas menghasilkan jutaan ton limbah kimia dan lebih dari 150 juta ton emisi gas rumah kaca. Seperti dilansir dari Science.org, para peneliti melaporkan bahwa mereka telah menemukan cara untuk mengurangi beban itu.

Mereka pun menggunakan alat pengeditan gen CRISPR, mereka menumbuhkan pohon poplar yang direkayasa dengan lignin yang jauh lebih sedikit daripada biasanya. Dengan menggiling pohon-pohon ini, maka mereka pun dapat menurunkan polusi pembuatan kertas sekaligus menghemat miliaran dolar industri.

"Ini adalah pekerjaan yang memiliki dampak. Daripada memperbaiki masalah yang ada, mereka mencoba mencegah polusi," kata Vânia Zuin Zeidler, seorang ahli kimia di Leuphana University of Lüneburg.

Pembuatan kertas dimulai dengan memotong kayu menjadi serpihan kecil. Poplar, pohon cepat tumbuh yang umum di perkebunan, adalah sumber yang populer.

Air dan bahan kimia ditambahkan untuk memecah struktur lignin yang keras, dan memisahkan pulp basah dari serat selulosa, yang kemudian ditekan dan dikeringkan menjadi kertas. Di masa lalu, para peneliti telah mencoba membiakkan dan merekayasa pohon dengan kandungan lignin yang lebih rendah, tetapi hasilnya tidak seberapa.

Lignin terdiri dari tiga senyawa prekursor dalam proses kompleks yang diatur oleh 11 famili gen dan ratusan elemen pengatur genetik dan metabolik. Penelitian sebelumnya telah berfokus pada tweak ke gen individu dan keluarga gen untuk membuat lignin lebih mudah dipecah daripada perubahan besar pada sistem yang mengatur produksi lignin secara keseluruhan.

Jack Wang dan Rodolphe Barrangou, ahli bioteknologi di North Carolina State University (NC State), dan puluhan rekan mereka membangun sebuah model di komputer. Model ini didasarkan penelitian bioteknologi hutan selama puluhan tahun, untuk memprediksi bagaimana perubahan gen poplar yang terkait dengan produksi lignin secara bersamaan dapat berdampak pada pohon.

Setelah mengevaluasi hampir 70.000 kombinasi penyuntingan gen yang berbeda, mereka menentukan bahwa 99,5% dari perubahan ini akan merugikan, menyebabkan efek seperti anggota badan dan batang yang terkulai. Tapi 347 kombinasi, masing-masing terdiri dari beberapa perubahan gen individu, tampaknya meningkatkan selulosa, mengurangi lignin, atau keduanya dengan aman, sehingga meningkatkan potensi pembuatan kertas dari pohon.