CRISPeR Mania ha il piacere di pubblicare il testo della presentazione che Michele Morgante (Università di Udine) ha tenuto il 6 giugno al Workshop virtuale sulle biotecnologie Innovative e gli approcci regolatori organizzato dall’Ambasciata e dal Dipartimento dell’agricoltura degli Stati Uniti.

Ci si potrebbe chiedere che bisogno c’è di cambiare le cose in agricoltura. Quando si guardano le foto idilliache delle vigne nella regione in cui vivo nel nord-est dell’Italia, può venire da pensare che non ce ne sia bisogno. Come al solito, però, il diavolo si nasconde nei dettagli.

La viticoltura è un’attività altamente redditizia, ma anche a forte impatto ambientale. Basti pensare che utilizza il 65% dei fungicidi impiegati nell’agricoltura europea, pur occupando solo il 3% della superficie coltivata in Europa. La ragione di questo utilizzo intenso di prodotti chimici per proteggere le piante, soprattutto dalle infezioni fungine, è che diversamente da quanto accade con altre specie coltivate, in viticoltura coltiviamo varietà che sono vecchie decenni, se non secoli e talvolta persino millenni.

Il breeding moderno ha contribuito molto poco alla viticoltura moderna, dunque per proteggere le viti dalle infezioni fungine non ci si può affidare a soluzioni genetiche ma bisogna ripiegare sui prodotti chimici. Le varietà disponibili non sono resistenti a oidio e peronospora perché sono state sviluppate prima dell’arrivo di questi patogeni in Europa nel XIX secolo.

Perciò la mia università e il mio istituto hanno avviato vent’anni fa un programma di breeding convenzionale per sviluppare varietà da vino completamente nuove, con l’obiettivo di renderle resistenti ai due patogeni fungini più devastanti per la viticoltura europea. Il risultato sono 14 varietà attualmente sul mercato in Italia, in Europa e, almeno alcune di esse, anche negli Stati Uniti.   

Queste varietà sono interessanti sia perché sono resistenti a oidio e peronospora, sia perché a nostro giudizio hanno buone caratteristiche enologiche, per dirla in modo semplice danno un buon vino. Ma non è facile introdurre queste varietà in un sistema di mercato altamente regolato come quello del vino.

La ragione principale è che si riconosce un valore eccessivamente alto alle varietà tradizionali. Perciò se vuoi comprare del Brunello o del Barolo, il primo deve essere fatto con vitigno Sangiovese e il secondo con vitigno Nebbiolo. Introdurre delle nuove varietà in questi vini pregiati è una vera sfida, innanzitutto perché richiede cambiamenti rilevanti alle regolamentazioni del settore.

In secondo luogo perché c’è una grande quantità di conoscenze prodotte e impiegate in secoli di vinificazione per ottenere vini eccellenti come il Brunello o il Chianti dal Sangiovese, o come il Barolo o il Barbaresco dal Nebbiolo. Dunque pensare di mettere da parte quelle varietà e iniziare a produrre questi vini pregiati con varietà del tutto nuove non è realistico.

Se vogliamo avere un impatto profondo sull’industria del vino italiana ed europea, dobbiamo conservare le varietà tradizionali e renderle resistenti ai patogeni, combinando tradizione e sostenibilità ambientale. Le nuove tecniche di breeding ci forniscono una possibile soluzione al dilemma? Potrebbero rendere resistenti alle malattie le varietà tradizionali?

La risposta è affermativa, e le tecnologie utili per la resistenza alle malattie sono due. La prima è la cisgenesi, che consiste nell’introdurre con l’ingegneria genetica un gene originario della stessa specie o proveniente da una specie con cui questa possa essere incrociata, senza cambiamenti di struttura né di sequenza. In definitiva, la cisgenesi produce modificazioni molto simili a quelle ottenute con gli incroci convenzionali.

Quindi è un’alternativa perfetta all’integrazione, attraverso il reincrocio, di tratti per la resistenza alle malattie originari di varietà selvatiche imparentate con le varietà coltivate. Ci sono molteplici ragioni per ricorrere alla cisgenesi in specie come la vite. Innanzitutto la rapidità: considerati i lunghi tempi di generazione, l’approccio del back-crossing richiede molto tempo. In secondo luogo, l’accuratezza: introduciamo solo singoli geni, senza il rischio di importare dalla varietà selvatica versioni indesiderate di altri geni.

Ma soprattutto, diversamente da quanto accade con gli incroci, se introduciamo un gene attraverso la cisgenesi, lasciamo il genotipo o la varietà di partenza immutati, ad eccezione della caratteristica della resistenza alla malattia. Questo è probabilmente l’aspetto più importante.

L’altra tecnologia, ovviamente, è l’editing dei genomi con il sistema CRISPR/Cas. Produce modificazioni identiche a quelle che potrebbero avvenire spontaneamente ed è l’alternativa ideale alla mutagenesi indotta. I vantaggi, anche in questo caso, sono la velocità, la precisione e la preservazione del genoma o della varietà di partenza.

Ebbene, come vanno applicate queste tecnologie al miglioramento delle varietà tradizionali? Ad esempio, invece di iniziare dal Sangiovese, fare incroci e produrre quella che sarebbe una varietà completamente nuova (con tutti i problemi che ne conseguono in termini di vinificazione con un nuovo genotipo), con la cisgenesi potremmo prendere un gene per la resistenza alla peronospora, esattamente lo stesso che useremmo in uno schema di incroci tradizionali, trasferirlo nel Sangiovese e ottenere così, immediatamente, un Sangiovese resistente.

Per quanto riguarda l’editing e la resistenza all’oidio, conosciamo l’identità di un gene per la suscettibilità a questo patogeno. Se lo inattiviamo, la varietà risulterà resistente all’oidio. Invece degli incroci, dunque, possiamo ricorrere all’editing genomico per ottenere una mutazione knockout su entrambe le copie del gene, rendendo il Sangiovese resistente a questa malattia.

Sembra tutto assai semplice, ma la verità è che quando parliamo di queste innovazioni, non è sufficiente pensare all’eccellenza nella ricerca. Non basta pensare a un sistema per trasferire in modo efficiente le conoscenze dal laboratorio al mercato, attraverso i vivai e i coltivatori. Dobbiamo prestare attenzione all’esistenza di un quadro regolatorio adeguato. E, cosa forse ancora più importante, dobbiamo pensare all’accettazione di questi nuovi prodotti da parte dei consumatori. Se manca questa, ogni sforzo andrà sprecato.

Quali sono, dunque, gli ostacoli regolatori? Le varietà ottenute con incroci convenzionali, pur avendo solo il 5-10% del genoma derivato da specie selvatica, in Italia sono classificate come ibridi interspecifici ed escluse dalle produzioni pregiate DOC o AOP. Abbiamo anche un altro ostacolo in questo paese, un vero incubo: le decisioni relative all’agricoltura spettano ai governi regionali, pertanto devono essere sottoposte a un diverso processo di approvazione per ognuna delle 21 regioni italiane.

Se poi si passa alle nuove tecniche di breeding le complicazioni aumentano. La cisgenesi è ancora considerata alla stregua della transgenesi, nonostante un parere dell’Autorità europea per la sicurezza alimentare (Efsa) secondo cui non esistono rischi aggiuntivi rispetto a quelli del breeding tradizionale.

Anche l’editing genomico è equiparato alla transgenesi sulla base della sentenza della Corte di Giustizia Europea del 2018, che oltretutto è inapplicabile alle piante editate con mutazioni indistinguibili da quelle spontanee, impossibili da tracciare. Nuove speranze sono state accese dallo studio commissionato dal Consiglio Europeo alla Commissione Europea e recentemente pubblicato.

Sostiene che le nuove tecniche di breeding non pongono rischi diversi dai metodi convenzionali e in più offrono l’opportunità di rendere l’agricoltura europea più sostenibile e competitiva. La speranza, pertanto, è che questo porti alla revisione dell’attuale quadro regolatorio, così da trattare i prodotti dell’editing e della cisgenesi in modo diverso dagli OGM.

C’è poi il problema di come cambiare la percezione del valore dell’innovazione in agricoltura, soprattutto dell’innovazione genetica, che in Europa è ancora negativa. Dobbiamo spiegare chiaramente che le nuove tecniche di breeding, insieme alle tecnologie digitali, possono essere al centro di una rivoluzione dell’agricoltura, che può portare a produzioni più sostenibili, abbondanti e di alta qualità.

Attraverso le nuove tecniche possiamo raggiungere il difficile obiettivo di combinare produttività e sostenibilità. L’esempio delle varietà da vino è illuminante al riguardo, perché possiamo usare l’innovazione per preservare le tradizioni tanto care ai consumatori europei e per tutelare la diversità agraria e alimentare a cui gli Europei tengono tanto.

In conclusione, quando penso al futuro della regolamentazione in Europa, mi auguro che le decisioni discenderanno da considerazioni logiche anziché ideologiche. Dobbiamo lasciarci l’ideologia alle spalle, ed è necessario considerare le implicazioni delle decisioni e le loro conseguenze sui consumatori, sugli agricoltori, sul commercio globale e sull’ambiente, con l’auspicio di trovare una soluzione che sia vincente per tutti gli attori del sistema.