Il primo fiore del giardino di CRISPR

morning glory 1La primavera in Giappone ha le tonalità tenui della fioritura dei ciliegi, l’estate però tende a colorarsi di viola e di blu. Nei giardini del Sol Levante infatti è molto diffusa una pianta rampicante detta Asagao, caratterizzata da fiori imbutiformi dalle tonalità vistose. Il suo nome scientifico è Ipomoea nil e in inglese è conosciuta come “morning glory”, splendore del mattino, perché le sue campane si aprono all’alba per poi richiudersi nel pomeriggio. Nel 2016 i genetisti giapponesi hanno sequenziato il genoma della specie e ora l’hanno usata per traghettare anche la floricultura nell’era di CRISPR, la nuova tecnica di modificazione genetica di precisione che promette di rivoluzionare le scienze della vita.

morning glory 3Sulla carta l’esperimento descritto su Scientific Reports appare semplice. Kenta Watanabe dell’Università di Tsukuba e i suoi colleghi hanno usato le forbici molecolari di CRISPR per disattivare il gene chiave per la pigmentazione bluastra, ottenendo delle campane candide. A complicare il compito c’era il fatto che il gene da spegnere, che codifica per un enzima coinvolto nella biosintesi delle antocianine (DFR-B), è affiancato da due geni molto simili (DFR-A e DFR-C) che rischiavano di diventare dei bersagli alternativi. Invece la tecnica di correzione genetica si è dimostrata efficiente, selettiva e precisa: il 75 delle piante della prima generazione ha prodotto fiori bianchi anziché blu. Una percentuale decisamente buona, che lascia presagire un futuro radioso per CRISPR nella genetica delle piante ornamentali, sia a scopo di ricerca che per le applicazioni commerciali.

Per introdurre le componenti di CRISPR nelle cellule vegetali in coltura è stato usato come vettore un batterio delle piante del genere Rhizobium. Quando la prima generazione si è riprodotta in modo naturale, le piante figlie hanno ereditato la mutazione producendo anch’esse fiori bianchi. Ma in alcune non sono state rinvenute tracce molecolari evidenti della modificazione genetica, nulla che rivelasse l’intervento artificiale dei ricercatori. Insomma il cambiamento introdotto per via biotecnologica è apparso indistinguibile da una mutazione naturale, cosicché i fiori risultanti non possono essere considerati transgenici sulla base delle caratteristiche finali del prodotto. morning glory 2Oltre a essere un esperimento genetico, dunque, questo studio rappresenta un test utile per mettere alla prova le attitudini della società verso la frontiera più avanzata delle biotecnologie. In Giappone vengono venduti da anni dei garofani lilla modificati con la tecnica classica del DNA ricombinante, e dunque contenenti geni estranei. Ma in quel caso si tratta di fiori recisi per bouquet e centrotavola. In questo caso, invece, parliamo di piante coltivate, che sono parte integrante della cultura e dell’iconografia oltre che della tradizione scientifica del Sol Levante. I bambini giapponesi imparano a coltivare questa specie a scuola e i genetisti del paese l’hanno scelta come pianta modello per studiare tempi e modalità del processo di fioritura, collezionandone nel secolo scorso migliaia di varianti diverse per forma e sfumature. Si pensa che i primi esemplari blu siano stati importati nell’ottavo secolo d.C. dalla Cina, mentre la prima rappresentazione artistica con dei mutanti spontanei caratterizzati da fiori bianchi risale al 1631. Il risultato è lo stesso ma “la natura ha impiegato 850 anni per ottenere ciò che con CRISPR ha richiesto meno di un anno”, si legge nel comunicato stampa rilasciato dall’università. L’auspicio dei ricercatori è che l’esperimento possa essere d’aiuto per far comprendere all’opinione pubblica le differenze tra mutazioni spontanee e mutazioni indotte, e tra vecchie e nuove biotecnologie.

Immagini: in apertura la foto di Rebecca Harcourt, PhD, pubblicata nel comunicato stampa dell’Università di Tsukuba; a seguire alcune varietà della specie in una foto della Kyushu University; infine un’antica stampa Ukiyoe, credit The National Diet Library Digital Collections.

One thought on “Il primo fiore del giardino di CRISPR

  1. Immagino dottoressa che i caratteri qualitativi tipo il colore si prestino particolarmente bene all’azione di CRISP. Per i quantitativi, tipo produttività delle colture, quanto siamo distanti?
    Grazie e saluti

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