Metti CRISPR nel polline e l’editing diventa facile

maisIl modo più naturale per portare del DNA dentro a una cellula è fecondarla. Nelle piante ci pensa il polline, ovviamente. Perché dunque non affidare proprio al polline il compito di dare inizio all’editing genomico, veicolando il sistema CRISPR dentro alle cellule da modificare? Con il senno di poi sembra l’uovo di Colombo, ma l’articolo scientifico che descrive questo approccio è stato accolto dagli specialisti come una gran bella sorpresa. La nuova strategia si chiama “HI Edit” e ha debuttato sul numero di marzo di Nature Biotechnology.

L’hanno ideata Timothy Kelliher e colleghi per la multinazionale Syngenta, combinando due tecniche che esistevano già: CRISPR e l’induzione di aploidi (Haploid Induction o HI, un fenomeno scoperto molti anni fa in una particolare linea di mais). Mettendole insieme i biotecnologi sono finalmente in grado di correggere il DNA anche nelle specie più refrattarie alla modificazione. E il bello è che alla fine la pianta acquisisce il carattere desiderato, in questo caso semi più numerosi o più grossi, senza aver mai incorporato geni estranei.

“È quello che mancava. Potrebbe essere una svolta rivoluzionaria”, è il primo commento che raccogliamo a caldo per email da Cristobal Uauy, del John Innes Centre. “Geniale. Chi ha già trovato un carattere utile potrà trasferirlo rapidamente in decine di varietà di interesse commerciale”, ci spiega Luigi Cattivelli, che dirige il progetto sulle nuove biotecnologie del Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria (Crea).

Nei sei anni trascorsi da quando è stata inventata, CRISPR si è dimostrata molto efficiente anche in campo vegetale. Con le piante il problema non è tanto intervenire sul DNA quanto raggiungerlo, superando la barriera della parete cellulare. In effetti finora gli specialisti del miglioramento genetico, i cosiddetti breeder, erano costretti a lavorare sulle poche varietà docili esistenti e poi trasferire faticosamente i caratteri desiderati alle varietà più recalcitranti, attraverso gli incroci.

Questo nuovo approccio basato sull’impollinazione, in confronto, sembra un cavallo di Troia capace di attraversare anche le mura più imponenti per conquistare qualsiasi fortezza. Basta inserire nel DNA del polline di mais tutto ciò che serve per effettuare l’editing: le forbici molecolari di CRISPR e la guida che le indirizza verso il bersaglio da tagliare.

In determinate circostanze, infatti, il polline può funzionare da induttore di aploidi, cioè può attivare lo sviluppo di un embrione senza fornirgli il proprio DNA. In pratica la cellula fecondata resta senza il contributo genetico paterno, con un corredo che è la metà di quello normale. Si dice che è aploide anziché diploide, anche se basta un po’ di colchicina per raddoppiare il suo genoma ristabilendo la diploidia.

“Il DNA maschile viene distrutto dopo l’ingresso del polline, ma resta presente abbastanza a lungo da consentire a CRISPR di fare il suo lavoro correggendo il DNA della cellula fecondata prima di scomparire”, ci dice ancora Cattivelli. In questo modo il polline di mais può editare non solo il mais, ma anche la pianta modello Arabidospsis thaliana e (con un’efficienza ancora molto bassa) persino il grano.

Il protocollo è ancora da migliorare, ci tiene a ribadire il genetista italiano. Ma questo approccio promette di funzionare anche dove falliscono i sistemi tradizionali, che per veicolare il DNA estraneo usano gli agrobatteri o le pistole geniche. L’altro grande vantaggio è che le piante che si ottengono con l’HI Edit non solo non sono transgeniche per quanto riguarda il prodotto finale, ma non lo sono mai state nemmeno in modo transiente.

La modificazione genetica insomma è estremamente pulita, e c’è da aspettarsi che questo possa facilitare l’approvazione delle piante HI-editate nei paesi in cui i sistemi regolatori distinguono tra gli organismi transgenici e quelli mutati in modo analogo a quanto avviene normalmente in natura.

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