Si chiama Nannochloropsis gaditana e rappresenta la nostra migliore chance di vincere la scommessa dei biocarburanti. Questa micro-alga non ha bisogno di acqua dolce per vivere (se la cava bene in ambienti marini e salmastri) e produce una grande quantità di grassi che possono essere facilmente convertiti in biodiesel. Ma le doti naturali vanno coltivate. E questo è ciò che hanno fatto Imad Ajjawi e colleghi alla Synthetic Genomics, raddoppiando il contenuto lipidico di questo organismo con l’aiuto della tecnica di editing genetico CRISPR.  

L’exploit, pubblicato su Nature Biotechnology, è riuscito alla compagnia fondata da Craig Venter, il bioimprenditore diventato famoso per il sequenziamento del DNA umano, che per le ricerche in questo filone conta sul sostegno di Exxon Mobil. Nell’era del riscaldamento globale, le alghe rappresentano un’opzione allettante perché consumano anidride carbonica, senza competere con la produzione alimentare per l’uso delle terre arabili. La ricerca dell’alga perfetta in natura, però, non ha portato i risultati sperati. Per raggiungere la sostenibilità economica oltre che ambientale, è necessario sottrarre energia ad altri processi metabolici dirottandola verso la produzione dei lipidi. Le alghe, insomma, devono essere indotte a produrre più grassi di quelli di cui avrebbero bisogno in normali condizioni. Un traguardo del genere può essere raggiunto privandole di un nutriente essenziale per la sintesi delle proteine (l’azoto), ma l’equilibrio cellulare ne viene perturbato al punto da ostacolare la fotosintesi e la coltivazione. L’alternativa è modificare il metabolismo per via genetica, ma questa strada è stata rallentata dalle difficoltà tecniche, almeno fino all’arrivo della nuova piattaforma tecnologica CRISPR. I ricercatori della Synthetic Genomics hanno adattato questo rivoluzionario sistema di modificazione genetica alla Nannochloropsis gaditana, quindi lo hanno utilizzato per identificare i cambiamenti genetici innescati dalla carenza di azoto. Una volta identificati 20 geni candidati, li hanno messi fuori uso uno dopo l’altro, per studiare le conseguenze dell’inattivazione. Hanno capito di essere sulla strada giusta quando, mettendo ko il gene ZnCys, il contenuto di grassi è triplicato, anche se il prezzo da pagare è risultato caro in termini di crescita stentata. Il passo successivo è stato provare modificazioni genetiche meno radicali, che invece di silenziare completamente il gene ne attenuassero soltanto l’espressione. La linea migliore così prodotta ha una massa costituita al 40% di lipidi, il doppio rispetto alle alghe convenzionali della stessa specie. Il bello è che il dirottamento di risorse metaboliche è avvenuto senza contraccolpi significativi sul piano della produttività. Dopo anni di tentativi infruttuosi finalmente la svolta è arrivata, anche se i ricercatori avvertono: diversi pezzi del puzzle scientifico attendono di essere sistemati e l’obiettivo finale della coltivazione all’aperto rappresenta una sfida anche dal punto di vista regolatorio, insomma siamo ancora lontani decenni dal debutto commerciale.

(Foto di apertura, credit Synthetic Genomics)