據(jù)法國《費加羅報》網(wǎng)站7月14日報道，在談到樹木時，美國北卡羅來納州立大學教授、生物化學家魯?shù)婪颉ぐ吞m古毫不掩飾贊賞之意：“它們的壽命非常長，有時長達幾個世紀，遭受各種規(guī)模的氣候變化，而經(jīng)歷所有這些的同時，樹木還一直停留在同一個地方：這種物理和化學上的韌性令人難以置信。只有一點麻煩的是，當把樹木制作成紙或尿布時，它的特性會使過程復雜化。”

　　作為Crispr基因編輯技術開拓者之一的這位法國研究員認為已經(jīng)找到了上述問題的解決辦法。在《科學》7月13日發(fā)表的一篇研究文章中，他的實驗室以及他的同事、遺傳學家杰克·王宣布已培育出有可能提高林業(yè)部門經(jīng)濟生產(chǎn)力的楊樹，同時減少其生態(tài)足跡。

　　這一挑戰(zhàn)的核心部分是木質素。它與纖維素和半纖維素一起，是構成木材的三種主要成分之一，使木材具有聞名的堅固性。但要把松樹或楊樹變成紙，就必須把它提取出來。盡管取得了一些進展，但這一過程仍然需要將其加熱到170攝氏度，并使其受到堿或硫的侵蝕，產(chǎn)生大量的廢物。2021年，在開采的約17億噸原材料中，有一半產(chǎn)生了廢料，包括高污染的黑液。

　　最近20年來，遺傳學家們強調了許多基因在這種木質素生產(chǎn)中的作用。但為了優(yōu)化配方，北卡羅來納州立大學的團隊使用了兩種有用的工具。首先是人工智能：研究人員要求一個神經(jīng)網(wǎng)絡，利用杰克·王的實驗室已經(jīng)積累的對21個目的基因的認知，檢查了大約7萬個可能的突變組合。

　　減少至少15%的木質素，但也改變其成分，使其抵抗力降低，同時增加碳水化合物的含量：上述三項限制首先催生了347種生物信息組合。通過進一步提高他們的需求，研究人員最終選擇了七種策略，通過同時修改4到6個基因，木質素可以減少35%。

　　巴蘭古強調：“但計算機預測只有在得到實際證實的情況下才有價值�！边@一次，是在Crispr基因編輯技術的幫助下，從電腦轉化為實驗室數(shù)據(jù)然后又在溫室中試驗。禁用某些基因、減少其他基因的表……這七種策略導致了147個品系的生產(chǎn)和種植。

　　經(jīng)過6個月的生長，大約3米高的一種新型的毛果楊給出了結果。木質素方面取得了巨大成功：木質素減少可達50%。其有著令人鼓舞的物理表現(xiàn)，木材的彈性和密度沒有或幾乎沒有變化。相反，70%的品系的尺寸顯著下降，這可能會影響產(chǎn)量。巴蘭古總結說：“因此，我們將關注剩下的30%�！�

　　這涉及宣布的目標之一：提高產(chǎn)量。對整個過程的經(jīng)濟模型得出的結論是，木材中木質素的減少將使同樣的工廠能夠多處理40%的紙漿，并使紙漿生產(chǎn)更多的纖維。論文作者們稱預期的收益——至少是原來的3倍——是“驚人的”。他們保證說，更好的一點是，這一過程將大大減少污染物，并減少20%的造紙工業(yè)的碳足跡。

　　曾開展過此類研究的法國研究員吉勒·皮拉特贊揚說：“他們?nèi)〉玫某晒屓擞∠笊羁�。但他們還必須在實地予以確認�！睒淠緦⒖赡苁艿讲焕鞖夂蜕飾l件的限制，要抵御大風、寒冷、炎熱和害蟲等等。巴蘭古解釋說：“這也是我們不想過于降低木質素水平的原因。我們保持了其他楊樹品種或其他物種中木質素的比例。”該研究團隊警告說，新的研究階段需要數(shù)年時間。在監(jiān)管限制和樹木生長時間之間，“根據(jù)不同物種”，他設想的商業(yè)化時間在最好的情況下是13至25年。在楊樹之后，他的團隊已經(jīng)在研究松樹和桉樹等造紙工業(yè)的其他寵兒。它們同樣也會經(jīng)過Crispr技術編輯。

　　得到2020年諾貝爾獎的這一技術已經(jīng)改變了生物學實驗室�，F(xiàn)在，它受到尋找新療法的醫(yī)生和農(nóng)學家的青睞，他們相信農(nóng)業(yè)的未來在于這種修改基因組的新技術。樹木可以為此提供一個新的技術應用場景。