28 Maggio Mag 2015 1015 28 maggio 2015

L’editing genetico creerà patate più resistenti e sane

L’editing genetico creerà patate più resistenti e sane

Patate Geneticamente Modificate Ogm

Dan Voytas è un genetista delle piante presso l’Università del Minnesota. Due giorni la settimana, però, smette di studiare le basi dell’ingegneria genetica per recarsi presso una società di nome Cellectis Plant Sciences, dove mette in pratica i suoi studi.

La sua ultima creazione, descritta questo mese in un giornale dedicato alle piante, è una patata Ranger Russet che non accumula zuccheri dolci alle solite temperature di conservazione. Questo le permetterà di essere conservata più a lungo, e quando verrà fritta non produrrà l’usuale quantità di acrilammide, che si sospetta sia cancerogena.

La peculiarità di questa patata è che è stata creata ricorrendo all’editing del genoma, una nuova tecnica di alterazione del DNA che secondo gli scienziati sarà rivoluzionaria per la sua semplicità ed efficacia. Questa stessa tecnologia potrebbe persino evitare il dissenso e le normative cui sono solitamente sottoposti gli organismi geneticamente modificati (OGM).

La modifica ha disabilitato un singolo gene che converte il saccarosio in glucosio e fruttosio

Nel caso della Ranger Russet, la tecnica di editing del genoma adoperata da Voytas, conosciuta come TALENs, non ha lasciato alcuna traccia salvo alcune lettere di DNA cancellate. La modifica ha disabilitato un singolo gene che converte il saccarosio in glucosio e fruttosio. In sua assenza, secondo Voytas, le patate dovrebbero poter essere conservate più a lungo senza perdere in qualità.

Questa patata è un prototipo di quello che gli scienziati sostengono essere la prossima generazione di piante geneticamente modificate. Ricorrendo all’editing del genoma, piccole società credono di poter sviluppare rapidamente nuovi raccolti a una frazione del costo tipico – persino per le specie che ad oggi sono state pressoché trascurate dalla biotecnologia, come avocado, fiori decorativi e songina.

La maggior parte dei raccolti geneticamente modificati che sono stati coltivati finora su scala commerciale incorporando geni derivati da batteri affinché producano insetticidi o resistano agli erbicidi. L’opposizione pubblica e i requisiti normativi rendono caro lo sviluppo di queste piante transgeniche. È per questo motivo che quasi tutte le piante biotech sono costituite da grandi e remunerativi raccolti quali soia, mais e codone, e vengono venduti da una manciata di grandi società, quali Monsanto e DuPont.

La Ranger Russet potrebbe presto entrare in commercio

Lo scorso agosto, il Dipartimento per l’Agricoltura degli Stati Uniti aveva comunicato alla Cellectis che, a differenza delle piante transgeniche, la sua patata non sarebbe stata soggetta a norme. Questo significa che invece di essere coltivata in raccolti sperimentali e generare cartelle di dati, la Ranger Russet potrebbe presto entrare in commercio. Due anni fa, la società era giunta a una conclusione simile dopo aver esaminato una pianta di mais con DNA modificato che era stata sviluppata dalla Dow AgroSciences, anche se questa pianta non è ancora in vendita.

Gli scienziati sostengono che prodotti simili a questa patata siano solamente l’inizio per tecniche di editing del genoma nelle piante. Le stesse tecnologie permetteranno di operare interventi ben più sofisticati, quali la manipolazione della fotosintesi per permettere alle piante di crescere più rapidamente ed aumentare il rendimento dei raccolti. «Si tratta di un’opportunità enorme, un’opportunità senza precedenti», dice Martin Spalding, un ricercatore botanico presso la Iowa State University.

Per il momento, queste tecniche vengono utilizzate per modificare le piante in modi più modesti. «La prima ondata di interventi rimuove appena le prima coppie di base», dice Yinong Yang, un professore di patologie delle piante presso la Penn State University, riferendosi alle combinazioni di lettere del DNA – A,C, G e T – che compongono un genoma. Rimuovendo il gene corretto, come fatto dai ricercatori con la patata Ranger Russet, è possibile dare alle piante diverse proprietà di rilievo.

Il prossimo passaggio, spiega Yang, consisterà nel modificare le lettere di DNA nei geni delle piante, sostituendo la versione di un gene in una pianta con quella di un’altra per ricavare, ad esempio, una maggiore resistenza a una malattia. Yang accenna ad una forma di riso resistente alla ruggine che differisce dalle forme in commercio per un paio di lettere di DNA. «Potrei semplicemente trasferire quella resistenza», dice. «È come la terapia dei geni per gli esseri umani». Yang dice di essere al lavoro su un contratto per produrre un riso geneticamente modificato.

Per quanto riguarda Voytas, questa non è la prima volta che si è cimentato nella modifica del genoma delle piante. Un decennio fa ha avviato una società di nome Phytodyne che si basava su una tecnologia precedente, denominate nucleasi a dito di zinco. Questa società, però, sarebbe presto sparita in seguito all’acquisto per oltre $50 milioni dei diritti esclusivi per l’utilizzo di questa tecnologia da parte della Dow AgroSciences.

Nel 2010, Voytas ha avviato una collaborazione con la società francese Cellectis dopo che questa gli ha offerto di inserirlo come scienziato capo all’interno di una nuova divisione per l’ingegneria delle piante. I primi sforzi si sarebbero però imbattuti in alcune difficoltà quando un’altra tecnica di editing del genoma, la meganucleasi, si rivelata ardua da sfruttare ed è divenuta oggetto di nuove dispute sui brevetti.

A un certo punto, Voytas sarebbe ritornato al laboratorio ed avrebbe co-inventato un nuovo sistema per editare i geni, utilizzando proteine appositamente ingegnerizzate di nome TALENs. Questa tecnologia sarebbe stata impiegata per realizzare la patata della Cellectis, oltre a della soia con un olio migliorato. Da allora, Voytas e la Cellectis hanno anche lavorato ad una nuova tecnica, conosciuta come CRISPR (vedi “Chirurgia genomica").

Voytas spiega che la creazione della patata ha richiesto all’incirca un anno. «Se lo avessi fatto tramite le normali selezioni avrei impiegato dai cinque ai dieci anni», dice.

Nel complesso, dice Luc Mathis, CEO della Cellectis Plant Sciences, lo sviluppo della patata è costato un decimo di quello che costa creare e portare sul mercato una pianta transgenica, come il mais o la soia. «Dobbiamo ancora generare alcuni dati, ma non si tratta di un processo tanto lungo», dice Mathis, che continua a incontrarsi con i regolatori per determinare quali passaggi restano da ultimare prima che la patata possa essere messa in vendita.

La società procederà con la coltivazione preliminare all’arrivo della stagione calda in Minnesota. I primi raccolti determineranno se le patate hanno gli stessi benefici commerciali esaminati nei test in serra. «Dobbiamo confermare di poter immagazzinare le patate al freddo. Una volta ottenuta la dimostrazione commerciale del concetto, potremo confrontarci con gli agricoltori sul livello di interesse».

L’editing dei geni permetterà agli agrumi di essere modificati in modi che richiederebbero 150 anni con i convenzionali metodi

Kevin Folta, un professore di scienze orticole presso l’Università della Florida, dice che circa 50 esperti, fra cui scienziati ed avvocati, si sono incontrati in Arizona quest’anno per discutere di editing del genoma e di come orchestrare l’approccio dell’industria ai regolatori negli Stati Uniti e all’estero. «Chiunque lavori ad una qualunque forma di ingegneria delle piante sta vigorosamente perseguendo queste tecnologia, specialmente per quei raccolti che presentano genomi complessi che non possono essere coltivati facilmente», dice. «Esistono molte piante che necessitano di soluzioni». Secondo lui, l’editing dei geni permetterà agli agrumi di essere modificati in modi che richiederebbero 150 anni con i convenzionali metodi.

Folta precisa che gli oppositori degli OGM non sono stati coinvolti negli incontri. «Invitando persone che non riescono a vedere le cose in maniera scientifica ostacoleremmo le discussioni. Non esiste alcuna tecnologia che li renda felici», dice.

(Traduzione di Matteo Ovi)

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