Meningkatnya suhu global telah menyoroti perlunya tanaman yang tahan terhadap panas – terutama tanaman yang ditingkatkan kemampuannya untuk menahan lebih banyak panas melalui pengeditan genom.
Startup biosains yang berbasis di Perancis Biosains Plantik telah menghabiskan beberapa tahun terakhir mengembangkan proses untuk hal ini, dimulai dengan tomat.
Tanaman pokok global, tomat tidak tahan terhadap panas yang ekstrim. Seiring dengan berlanjutnya perubahan iklim, beberapa pihak memperkirakan penurunan produksi tomat secara signifikan disebabkan oleh hal ini.
Plantik mengatasi masalah ini melalui platform pengeditan genomnya, yang menghasilkan tomat dengan ketahanan panas tinggi dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan proses pemuliaan tradisional: 12 bulan dibandingkan lima hingga delapan tahun, menurut salah satu pendiri dan CEO Plantik, Ying Shao .
Pencapaian tersebut cukup untuk membuat perusahaan mendapat tempat di dalamnya Akselerator Dampak AgFunder GROW tahun ini saat ini sedang berlangsung di Singapura.
Kunci kesuksesan Plantik adalah fokus perusahaan pada “genom gelap,” sebuah istilah yang dipinjam dari genetika manusia yang menggambarkan materi yang kurang dipahami pada tanaman.
Dalam percakapan baru-baru ini dengan Berita AgFunderShao menjelaskan bagaimana Plantik menggunakan pendekatan ini dan tanaman apa yang ditangani perusahaan setelah tomat.
Berita AgFunder (AFN): Mengapa Anda memulai Plantik?
Ying Shao (YS): Kami memulai perusahaan dengan harapan dapat memajukan penerapan pengeditan genom di sektor teknik pembangkitan, khususnya dalam memahami bagaimana tumbuhan bereaksi terhadap panas dan menjadikannya lebih toleran terhadap tekanan panas.
Saya berasal dari latar belakang bisnis. Saya selalu tahu bahwa saya ingin memulai sebuah perusahaan, tetapi saya tidak memiliki gagasan yang tepat tentang industri mana yang saya ingin (bekerja). Saya mencoba berbagai industri, lalu menyadari bahwa saya ingin memulai sebuah perusahaan yang berdampak dan juga memiliki keunggulan teknologi.
Saya ingin mencari salah satu pendiri teknis, dan inilah yang mendorong saya melakukannya Pengusaha Pertama di Paris. Dan saya bertemu dengan salah satu pendiri saya (Aditya Nayak, CTO) yang saat itu baru saja menyelesaikan gelar PhD di Perancis di CEA Institute. Dia selalu menjadi ilmuwan tumbuhan, dan gelar PhD-nya adalah tentang mekanisme penginderaan suhu pada tumbuhan, terutama melalui biologi struktural dan penyuntingan genom. Dia telah menemukan metode untuk mengedit genom tanaman yang tahan terhadap panas tinggi dan juga mempertahankan hasil panen di bawah tekanan panas tersebut.
Ketika kami bertemu, saya mulai memahami pengeditan genom, tetapi lebih dalam konteks pengobatan manusia. Melalui Aditya, saya belajar bahwa ada potensi besar penerapan pengeditan genom di bidang pertanian, terutama untuk menciptakan tanaman yang sesuai dengan tantangan yang kita hadapi terkait iklim dan juga untuk penggunaan di masa depan dalam menyesuaikan tanaman.
Aditya telah menunjukkan melalui eksperimen bahwa mengedit wilayah yang lebih kecil (8-10 pasangan basa) yang disebut wilayah gen cis-genik dalam genom tanaman bisa sangat efektif; wilayah ini disebut “wilayah pengatur”, yang mengatur seberapa banyak suatu gen diekspresikan. Artinya, adalah mungkin untuk melihat sifat-sifat yang sangat kompleks pada suatu tumbuhan.
Aditya lahir dan besar di India, dan saya lahir dan besar di Tiongkok, yang merupakan dua negara berkembang dengan populasi terbesar di mana pertanian sangat penting. Keluarganya masih memiliki pertanian keluarga di India, dan saya tumbuh bersama kakek-nenek saya, yang keduanya adalah petani, jadi kami berdua menyukai pertanian dan tanah. Kami berdua datang ke Eropa untuk melanjutkan studi yang lebih tinggi.
Semua hal tersebut menyatukan kita dalam misi menjadikan pertanian lebih berketahanan iklim dan berkelanjutan melalui teknologi.
AFN: Jelaskan perbedaan modifikasi genetik dengan apa yang dilakukan Plantik
YS: Hal ini mungkin bersifat teknis, tetapi kita dapat mengatakan bahwa di sebagian besar wilayah hukum yang saat ini sudah cukup maju – Amerika Serikat, Jepang, Swiss, dll. – produk yang dihasilkan dari pengeditan genom tidak diatur sebagai GMO.
Perbedaannya adalah dalam pembuatan GMO, sering kali terdapat unsur genetik asing yang dimasukkan ke dalam genom tanaman atau hewan asli. Seringkali, gen dari bakterilah yang membantu tumbuhan atau hewan menjadi lebih tahan terhadap, misalnya, virus tertentu. Penciptaan organisme baru seperti ini tidak mungkin terjadi di alam.
Namun penyuntingan genom berbeda karena tidak ada bahan asing yang dimasukkan. Jadi kami benar-benar melihat genom tanaman itu sendiri dan (mencoba) mempercepat evolusi alami.
AFN: Apa perbedaan Plantik dengan pemuliaan tanaman tradisional?
YS: Hasil (juga bisa) dicapai dengan pembiakan klasik. Perbedaan utamanya adalah (teknologi Plantik) jauh lebih cepat, karena kami melihat genomnya, kami memahami lokasi mana yang bertanggung jawab atas sifat yang kami cari, dan kami menginduksi sifat tersebut dengan mengedit. Dalam pembiakan klasik, kejadian seperti itu akan memakan waktu lebih lama melalui mutasi dan kemudian penyaringan untuk menemukan mutasi yang tepat. Seringkali selain perubahan yang diinginkan, ada juga perubahan yang tidak diinginkan dengan menggunakan pemuliaan klasik dan banyak waktu dihabiskan untuk menghilangkan sifat-sifat yang tidak diinginkan.
Sebagai contoh, dalam toleransi panas yang kami hasilkan pada tomat, yang (juga akan menjadi) produk pertama kami, kami membuat bukti konsep tomat yang toleran terhadap peningkatan suhu panas tujuh derajat Celcius, dan kami mencapainya di hanya 12 bulan tanpa sifat-sifat yang tidak diinginkan terkait.
Dengan pembiakan klasik, secara umum kami memperkirakan waktu pengembangan teknis untuk toleransi yang tinggi adalah antara lima hingga delapan tahun.
Jadi perbedaannya sebenarnya terletak pada waktu, dan waktu tersebut sangat masuk akal dalam konteks saat ini karena perubahan iklim dan bagaimana kejadian cuaca ekstrem menjadi lebih sering terjadi.
AFN: Apa itu platform Atlantis Plantik dan bagaimana hal itu cocok dengan semua ini?
YS: Atlantis dibangun untuk membantu kita lebih memahami susunan genetik suatu tanaman, dan khususnya untuk mengeksplorasi wilayah pengatur genom, yang kami sebut “genom gelap”.
Ini adalah istilah yang kami pinjam dari genom manusia. Ini berarti bagian genom yang sebelumnya agak kabur. Khusus untuk (Plantik), mengacu pada unsur-unsur yang mengatur ekspresi suatu gen.
Kami membangun Atlantis khususnya untuk memahami elemen regulasi tersebut dan menemukan elemen yang paling menjanjikan untuk sifat tertentu.
AFN: Mengapa fokus pada wilayah peraturan ini?
YS: Para ilmuwan selalu mengetahui bahwa untuk banyak sifat, unsur-unsur yang jauh lebih halus inilah yang membuat perbedaan yang kita sebut “sifat kuantitatif.”
Hasil panen pada dasarnya bersifat kuantitatif, karena berkaitan dengan seberapa banyak tanaman dapat menghasilkan. Toleransi juga bersifat kuantitatif — seberapa sensitif suatu tanaman terhadap panas atau kekeringan.
Kelompok besar gen biasanya mengontrol sifat-sifat kualitatif — misalnya, jika suatu tanaman dapat menghasilkan bunga merah.
Para ilmuwan selalu mengetahui bahwa sifat-sifat kuantitatif sangat penting secara ekonomi: toleransi, tinggi badan, hasil, berapa banyak daun, berapa banyak bunga. Sifat-sifat kuantitatif ini sering kali dikendalikan bukan oleh kelompok besar gen, melainkan oleh elemen pengatur. Sangat sulit untuk memahami apa yang sebenarnya terjadi pada genom gelap itu.
Kami membangun Atlantis untuk membantu memahami genom gelap. Ini adalah platform untuk menganalisis genom tanaman, dan khususnya genom gelap.
Kami membangunnya dengan algoritme pembelajaran mesin sehingga dapat belajar dari kumpulan data omics baru, dan memberikan analisis yang ditingkatkan serta prediksi target seiring berjalannya waktu. Ini juga dibangun di atas infrastruktur data cloud terbaru sehingga kami dapat menskalakan platform canggih ke genom tanaman baru dengan lebih mudah.
(Poin terakhir) sebelumnya adalah pemblokir. Jika kita memahami, misalnya, genom tomat, maka diperlukan waktu lama untuk mengadaptasi pengetahuan tersebut ke genom jagung atau quinoa.
Saat ini, karena kita memiliki infrastruktur big data yang sangat efisien dan dibangun di atas cloud, kita dapat melakukan bagian tersebut dengan lebih efisien dan hemat biaya.
Kita juga bisa mendapatkan wawasan tentang berbagai tanaman dengan lebih mudah dari sebelumnya. Jadi Atlantis adalah platform data dengan algoritme yang dapat menganalisis, menemukan, dan membandingkan target untuk menghasilkan target yang paling relevan dan menjanjikan untuk menghasilkan sifat yang kompleks.
AFN: Apa satu atau dua pencapaian terbesar Anda sebagai sebuah perusahaan sejauh ini?
YS: Yang paling penting adalah tomat tahan panas yang kami dapatkan (sebagai bukti konsep internal kami). Kami berhasil mencapainya dalam 12 bulan, dan kami menguji tomat tersebut di bawah gelombang panas yang meniru, yang berlangsung selama tujuh hari. Pada dasarnya tanaman ini tidak terpengaruh oleh gelombang panas dan mempertahankan hasil yang sama, sedangkan tanaman liar di bawah panas kehilangan hasil sekitar 30%.
Sekarang kami menerjemahkan hasil tersebut ke dalam varietas tomat komersial.
Target pasar pertama kami adalah India, karena pasar tersebut benar-benar menghadapi tantangan akibat panas, sehingga ada urgensi untuk memiliki produk dan teknologi jenis ini. Selain itu, India adalah produsen tomat terbesar kedua di dunia; Banyak petani lokal yang mata pencahariannya bergantung pada tomat.
Sekarang kami menjalin kemitraan lokal dengan perusahaan-perusahaan yang mencakup India dan juga pasar Asia Selatan dan Tenggara lainnya.
Melalui GROW, kami menjalin kemitraan sehingga kami dapat bersama-sama mengembangkan dan mentransfer hasilnya ke dalam tomat komersial, dan juga mengujinya di pasar lokal.
Selain itu, berkat cara kami membangun teknologi, kami dapat memperluas skala ke tanaman lain dengan lebih cepat. Dan salah satu model bisnis yang kami miliki adalah melisensikan teknologi dan sifatnya, seperti toleransi terhadap panas, kepada tanaman lain.
Dalam hal ini, kami juga sedang membangun usaha patungan untuk memperkenalkan toleransi tinggi terhadap panas pada kentang. Kami bekerja sama dengan dua mitra asal Swedia: satu mitra teknis yang ahli dalam penyuntingan genom pada kentang, dan mitra lain yang lebih fokus pada pendanaan.
AFN: Bagaimana Anda terhubung dengan akselerator GROW?
YS: Kami memiliki investor saat ini dari Belanda bernama Future Food Fund. Mereka memiliki perusahaan portofolio yang termasuk dalam kelompok GROW terakhir. Mereka merekomendasikan program ini karena mereka melihat program ini dapat memberikan akses ke pasar Asia, yang berada dalam lini waktu pengembangan produk kami.
Sejauh ini dengan GROW, hal yang sangat berharga adalah koneksi ke Asia.
Program ini sangat membantu dalam membangun mentoring dan potensi kemitraan di Asia bagi kami.
Hal lainnya adalah dukungan dari program mengenai bagaimana mengukur dampaknya. Saya juga merasa sangat terbantu, terutama bagi kami yang masih dalam tahap awal, untuk mengetahui data apa yang harus dikumpulkan di masa mendatang. Hal ini sangat berwawasan ke depan dan membantu saat kita mempersiapkan diri untuk memasuki pasar.