L'editing di CRISPR potrebbe essere il primo passo verso la comparsa delle ciliegie nei supermercati statunitensi. Fonte immagine/immagini Getty Se sei un mercato contadino regolare, potresti avere familiarità con la ciliegia di terra, una piccola bacca decorticata che ricorda un minuscolo tomatillo giallo, ma ha il sapore di un mix fruttato di ananas, pomodorini e vaniglia. È probabile che se hai assaggiato le ciliegie macinate, chiamate anche "ciliegie con la buccia, " "pomodori fragola" e "tomatillos all'ananas" — l'agricoltore aveva solo una piccola scorta a portata di mano. Questo perché le piante, originario del Centro e Sud America, sono notoriamente ostili ai coltivatori.
Le ciliegie macinate hanno guadagnato il loro nome perché la loro tentacolare, le viti simili a pomodori crescono vicino al terreno in cespugli aggrovigliati e il frutto sbucciato cade a terra al massimo della maturazione. La raccolta deve essere effettuata a mano e la frutta lasciata a terra sotto la pioggia marcisce rapidamente. Una ciliegia macinata perfettamente matura è una delizia saporita, ma il lavoro e le perdite ne fanno un raccolto non redditizio per gli agricoltori.
Le ciliegie macinate sono una delle centinaia di cosiddetti "colture orfane":frutta, ortaggi e cereali coltivati su piccola scala, spesso fattorie di sussistenza in tutto il mondo, ma sono stati in gran parte ignorati dai coltivatori commerciali a causa delle scarse rese e della bassa resistenza ai parassiti e alle intemperie. Ma questo potrebbe cambiare.
Gli scienziati delle piante hanno fatto notizia utilizzando lo strumento di modifica genetica CRISPR per modificare alcuni dei tratti indesiderabili della ciliegia di terra. Sequenziando il genoma della pianta e confrontandolo con genomi ben studiati come il pomodoro, i ricercatori dell'Howard Hughes Medical Institute e del Boyce Thompson Institute sono stati in grado di identificare i geni nella ciliegia di terra che controllavano la forma della pianta e le dimensioni dei frutti. Usando CRISPR, hanno modificato l'espressione di quei geni per produrre piante di ciliegio più compatte e cespugliose con il 25% di frutti più pesanti. (I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Plants il 1 ottobre, 2018.)
I ricercatori dell'Howard Hughes Medical Institute e del Boyce Thompson Institute sono stati in grado di utilizzare le tecniche CRISPR per coltivare piante di ciliegio più cespugliose con più frutti. Istituto medico Howard Hughes Ora, se riescono a capire come evitare che il frutto maturo cada dalla vite, la povera ciliegia di terra orfana potrebbe essere "adottato" da coltivatori commerciali su larga scala e presentarsi nel tuo negozio di alimentari locale.
"È un momento davvero eccitante per essere nel miglioramento delle piante in questo momento, "dice Allen Van Deynze, un coltivatore di piante e ricercatore presso l'Università della California, Davis. "La coltivazione delle piante è sempre stata definita come una scienza e un'arte, e sta diventando molto più scienza. Questo grazie agli strumenti che stiamo mettendo in campo".
L'interesse di Van Deynze per la tecnologia di coltivazione delle piante va ben oltre il salvataggio di un favorito del mercato degli agricoltori. È capo tecnico dell'African Orphan Crops Consortium, uno sforzo per sequenziare i genomi di 101 colture orfane in Africa come patate dolci, miglio per le dita, pianta ragno e giuggiola. Anche se milioni di africani fanno affidamento su queste colture, le varietà più comuni sono spesso povere di vitamine e minerali chiave. Di conseguenza, Van Deynze afferma che il 37% dei bambini africani soffre per tutta la vita gli effetti della malnutrizione.
Uno degli obiettivi del gruppo di Van Deynze è quello di formare centinaia di coltivatori di piante africane nelle tecnologie genomiche utilizzate dall'agricoltura commerciale occidentale per migliorare le colture di base come il grano, mais e soia. Non solo il Consorzio sta sequenziando un genoma completo per ogni coltura orfana, ma fornisce anche informazioni genetiche su 100 varietà aggiuntive di ogni pianta. Come primo passo, i coltivatori di piante africane selezioneranno tratti benefici da più varietà e li incroceranno utilizzando tecniche di allevamento tradizionali.
Ma Van Deynze afferma che ci saranno anche casi in cui la naturale diversità genetica di una pianta non sarà sufficiente per rendere il raccolto sufficientemente resistente alla siccità o nutriente.
"È allora che inizi a guardare il resto degli strumenti nella cassetta degli attrezzi del coltivatore di piante, " dice Van Deynze. "C'è un metodo di editing genetico che posso usare che funziona su altre specie?"
L'utilizzo di CRISPR per modificare geni specifici in una pianta non è la stessa delle tecniche utilizzate nelle colture OGM (organismi geneticamente modificati), Van Deynze spiega.
"Con l'attuale tecnologia OGM, stai inserendo un gene che non è già presente e quel gene sta andando a caso nel genoma, " dice Van Deynze. "Con CRISPR, stiamo modificando un gene che è già lì. Concettualmente, questa è una cosa molto diversa e anche molto più efficiente. Ecco perché CRISPR è molto eccitante, speriamo che ottenga l'accettazione in tutto il mondo".
La Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti attualmente non regola né vieta l'editing genetico delle colture alimentari utilizzando CRISPR o tecnologie simili, e Van Deynze ritiene che questi strumenti di allevamento di nuova generazione siano intrinsecamente sicuri, soprattutto perché non esistono nel vuoto. Le nuove varietà vegetali progettate con CRISPR dovranno ancora essere rigorosamente testate e valutate sul campo prima di essere inviate al mercato.
Van Deynze osserva che strumenti come CRISPR possono aiutare i coltivatori di piante a stare al passo con gli effetti imprevedibili del cambiamento climatico. "Viviamo in un mondo di estremi e li vediamo più spesso, " dice. "Abbiamo bisogno di varietà di colture più robuste in grado di resistere a condizioni come la siccità, caldo estremo e freddo fuori stagione."
Il più grande vantaggio dell'allevamento assistito da CRISPR è la velocità. Il nuovo, ci sono voluti solo due anni per sviluppare una varietà più cespugliosa di ciliegie macinate utilizzando CRISPR, rispetto a cinque anni o più utilizzando metodi convenzionali di selezione delle piante. Ma non pensate che gli scienziati siano in grado di programmare i tratti esatti per una varietà vegetale completamente nuova e darle vita.
"Non siamo 'Jurassic Park' a questo punto e siamo molto lontani da quello, "dice Van Deynze.
Ora è fantasticoLa quinoa è un esempio di coltura orfana che è diventata un nome familiare negli Stati Uniti e in Europa. Aumentare la consapevolezza delle qualità nutrizionali del grano, e iniziative come l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura che ha designato il 2013 come Anno internazionale della quinoa hanno contribuito ad elevarne il profilo.
