Kort geleden schreef Nobelprijswinnaar Jennifer Doudna een artikel in Wired Magazine. Ze onderzoekt de potentie van CRISPR – de ontdekking waarvoor zij de Nobelprijs kreeg. Vooral vroeg ze zich af: kan CRISPR de wereld voeden?
Grote uitdagingen voor de landbouw
De laatste tijd zijn voedseltekorten niet veel in het nieuws geweest. Maar de wereld voeden is nog altijd moeilijk. De laatste tijd is er wereldwijd een enorme verbetering van landbouwproductiviteit geweest. Door betere landbouwmethoden. Sinds 1961 hebben we ongeveer twee derde minder land nodig om een gegeven hoeveelheid voedsel te produceren. En dat in slechts zestig jaar tijd! We hadden deze groei in productiviteit ook nodig, of er zou honger zijn uitgebroken. Maar kunnen we deze ontwikkeling ook volhouden?
In ons voordeel spreekt de lagere groei van de wereldbevolking. Er zijn nu ongeveer 8 miljard mensen op aarde. De bevolking groeit nog steeds, maar we denken nu dat deze niet boven de 10 miljard zal uitkomen. Anderzijds gaat er veel landbouwgrond verloren, volgens een recent rapport van de VN. Al 40% van het oppervlak is gedegradeerd. Als er niets verandert, zegt het rapport, zal tegen 2050 nog eens een gebied zo groot als Zuid-Amerika door hetzelfde lot worden getroffen. Met andere woorden, we gaan een zware strijd tegemoet. We moeten méér produceren, doordat de wereldbevolking groeit en de welvaart toeneemt; tegelijkertijd neemt de hoeveelheid landbouwgrond snel af. En niet alleen landbouwgrond. De laatste 10.000 jaar heeft de wereld een derde van zijn bossen verloren. Waarvan de helft in de afgelopen eeuw.
Kan CRISPR de wereld voeden?
De vraag die Jennifer Doudna zich stelt is: kan CRISPR helpen bij de oplossing van deze kwesties? En in hoeverre? Ja, zegt ze. Ze begint met op te merken dat we nog maar kort gebruik maken van deze nieuwe technologie. Tot nu toe hebben we deze vooral toegepast op medisch gebied. Met CRISPR hebben we therapieën ontwikkeld voor mensen met genetische aandoeningen. Er zijn ongeveer 7.000 ziekten veroorzaakt door bekende genetische tekortkomingen – variërend van diabetes tot infectieziekten.
Maar nu komen we op het terrein van landbouwtoepassingen. Met de belofte dat we daarmee de wereld voeden. We kunnen CRISPR gebruiken om opbrengsten te vergroten, minder bestrijdingsmiddelen en water te gebruiken, en gewassen te beschermen tegen ziektes. En we zouden met CRISPR landbouwdieren kunnen kweken die beter bestand zijn tegen hogere temperaturen.
CRISPR en klimaatverandering
En nu beginnen we CRISPR te gebruiken om klimaatverandering en zijn gevolgen te bestrijden. Ten eerste kunnen we CRISPR gebruiken om de uitstoot van broeikasgassen uit de landbouw te verkleinen. Veel broeikasgassen, geproduceerd door bacteriën, komen vrij uit rijstsawa’s; en uit de ingewanden van herkauwende dieren. Met CRISPR, zegt Doudna, kunnen we deze bacteriën veranderen of de samenstelling van bacteriegemeenschappen te veranderen.
Kunnen we CRISPR dan niet óók gebruiken om planten en bacteriën zo ver te krijgen dat ze meer CO2 vastleggen, en in de bodem bewaren? Door betere omzetting van CO2 in de lucht tot bodemkoolstof? Waarmee we een deel van de koolstof vervangen die is verdwenen door moderne landbouwmethoden?
Ten derde: veel CO2 wordt uitgestoten bij de productie van kunstmest en bestrijdingsmiddelen. We kunnen deze uitstoot verminderen als we leren, hoe gewassen te laten groeien met minder toediening van zulke stoffen. We kunnen CRISPR gebruiken om soorten te kweken die minder kunstmest nodig hebben; of die uit zichzelf minder vatbaar zijn voor ongedierte en ziektekiemen, zodat we minder bestrijdingsmiddelen hoeven te gebruiken.
En we kunnen CRISPR ook nog gebruiken om planten te leren groeien in andere weersomstandigheden, en zo de wereld voeden. Ze zouden beter moeten kunnen tegen hogere temperaturen en minder water moeten gebruiken.
Veelbelovend
Tot nu toe is er weinig onderzoek gedaan naar deze onderwerpen. Maar zulke ontwikkelingen bieden veel perspectief. Met hen, zegt Doudna, ‘zullen we de gezondheid van de mens radicaal kunnen verbeteren op een holistische manier; terwijl we de samenleving beter beschermen, en tegemoet komen aan de behoeften van miljoenen mensen over de hele wereld.’
Interessant? Lees dan ook:
CRISPR-Cas: prijswinnende technologie?
Ziekte van Duchenne CRISPR behandeling: alleen voor mensen met geld of goede connecties?
Klimaatverandering aanpakken met zelfbemestende gewassen