Piastre Petri contenenti embrioni germinanti di una pianta agricola chiamata camelina sativa che hanno ricevuto materiale genetico unito tramite il processo CRISPR-Cas9 sono esposte presso il Leibnitz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research a Gatersleben, Germania. Questi campioni saranno utilizzati per l'allevamento di ibridi con biodiversità adatti a scenari ambientali modellati del futuro. Sean Gallup/Getty Images Ultimamente, c'è stato un gran clamore sulle zanzare; nello specifico, la varietà geneticamente modificata. Quest'estate, un team di scienziati dell'Università della California, Santa Barbara e l'Università di Washington hanno aperto la strada a un metodo per scherzare con la visione delle zanzare, rendendo molto difficile per loro trovare obiettivi umani.
Come hanno realizzato un'impresa del genere? Utilizzando uno strumento di ingegneria genetica noto come CRISPR.
"CRISPR era originariamente un modo in cui i batteri si sviluppavano per combattere i virus, "dice Raphael Ferreira, un ingegnere genomico alla Harvard Medical School. Spesso paragonato a un paio di "forbici molecolari, " CRISPR utilizza proteine specializzate chiamate Cas - abbreviazione di Enzimi associati a CRISPR per tagliare filamenti di DNA o RNA ad un preciso, posizione preprogrammata. Quindi, il sistema può inserire o rimuovere il gene desiderato in quel sito, e viola :organismo modificato geneticamente.
CRISPR apre un mondo di possibilità, compresi molti, come le zanzare accecanti, nel regno della salute umana. Ma non è tutto ciò per cui viene utilizzato. "Abbiamo così tante varianti di quella tecnologia, ci ha permesso di fare ogni tipo di ingegneria genetica possibile, "dice Ferreira.
Ecco alcuni dei modi più selvaggi in cui gli scienziati stanno applicando CRISPR all'interno (e potenzialmente all'esterno) del laboratorio.
Immagina di addentare un pomodoro maturo. Quali sapori ti vengono in mente? Dolce? acido, magari un po' salato? Che ne dici di piccante?
Grazie ad un team internazionale di genetisti, questo potrebbe essere il futuro profilo aromatico dell'umile pomodoro. Ricercatori in Brasile e Irlanda hanno proposto CRISPR un mezzo per attivare i geni capsaicinoidi dormienti nelle piante di pomodoro, la stessa sequenza genetica che dà il calcio ai peperoncini. Oltre a creare la perfetta Bloody Mary, le piante promettono un'alternativa economica ai peperoni tradizionali, che sono notoriamente difficili da coltivare.
CRISPR può anche dare una spinta alla tua routine quotidiana per la colazione o togliere la spinta. La società britannica Tropic Biosciences sta attualmente sviluppando un chicco di caffè progettato per crescere senza caffeina. Questo è un grosso problema, perché i chicchi di caffè di oggi devono essere decaffeinati chimicamente, di solito immergendoli in acetato di etile o cloruro di metilene (anche un ingrediente nello sverniciatore). Questo duro bagno chimico elimina sia la caffeina dei fagioli che gran parte del loro sapore. Il caffè CRISPR promette una tazza di Joe senza tremori, con tutta la bontà tosta del full-caf.
Se hai mai desiderato di poter passare una serata fuori in città senza soffrire di una sbornia da capogiro la mattina dopo, potresti essere fortunato. Un team di scienziati dell'Università dell'Illinois ha usato le proprie forbici genetiche per aumentare i benefici per la salute di un ceppo di lievito usato per fermentare il vino e ha eliminato i geni responsabili del mal di testa del giorno successivo.
Saccharomyces cerevisiae , il lievito in questione, è un organismo poliploide, il che significa che ha molte copie di ciascun gene (al contrario delle solite due). Questa caratteristica rende il lievito altamente adattabile ed estremamente difficile da ingegnerizzare geneticamente utilizzando metodi più vecchi, che potrebbe colpire solo una copia di un gene alla volta.
Ma CRISPR consente agli ingegneri genetici di tagliare ogni singola versione di un gene in una volta sola. Rispetto alle vecchie tecnologie, "la complessità di ciò che puoi fare con CRISPR è ben oltre, "dice Ferreira, "Si tratta di efficienza."
Usandolo, il team dell'Illinois è stato in grado di aumentare la quantità di resveratrolo salutare per il cuore nel loro vino, lasciando i postumi della sbornia sul pavimento della sala taglio.
Quando si tratta di allevamento di bestiame, le corna sono di solito un no-go. Su un toro adulto, rappresentano un pericolo per l'agricoltore, l'altro bestiame, e occasionalmente all'animale stesso.
Tradizionalmente, i bovini allevati in fattoria vengono decornati annientando le cellule produttrici di corna sulla fronte dell'animale, situato su due protuberanze ossee chiamate boccioli di corno. Le gemme vengono distrutte con uno dei tanti mezzi dolorosi:con i buoni coltelli vecchio stile, o applicando ferri caldi, elettricità, o sostanze caustiche come l'idrossido di sodio. Queste pratiche a volte possono portare a deturpazione del viso o danni agli occhi. Ma CRISPR potrebbe semplicemente offrire un'alternativa più etica.
Usando CRISPR, gli scienziati hanno progettato un gene per l'assenza di corna nei bovini, eliminando efficacemente la necessità di procedure di rimozione delle corna in quegli animali. Ancora più interessante, alcuni di questi tori modificati geneticamente sono stati in grado di trasmettere il tratto alla loro prole, il che è fondamentale per mantenere il tratto nella circolazione della popolazione. Negli ambienti scientifici, questa è stata vista come una storia di successo potenzialmente enorme:tanto che la genetista Alison L. Van Eenennaam dell'Università della California, Davis ha scritto un saggio su Nature a riguardo, definendo la rimozione delle corna "una preoccupazione per il benessere degli animali di alta priorità" e sostenendo la continua ricerca.
Storicamente, il pubblico in generale ha avuto meno entusiasmo per le colture e il bestiame modificati geneticamente, sebbene ricerche recenti suggeriscano che questi atteggiamenti potrebbero cambiare. Ma cosa accadrebbe se CRISPR fosse usato per qualcosa di un po' meno "Charlotte's Web" e un po' più "Jurassic Park"?
Forse l'uso più estremo di CRISPR al momento è il suo potenziale per riportare in vita intere specie. E proprio ora, si parla seriamente di resuscitare una specie in particolare:il piccione viaggiatore.
I piccioni viaggiatori vagavano per le foreste del Nord America in stormi di centinaia di milioni di persone, oscurando i cieli e tuonando nel sottobosco in quella che l'ambientalista Aldo Leopold descrisse come "una tempesta piumata". Però, che iniziò a cambiare nel XVIII e XIX secolo, mentre i coloni europei si irradiavano in tutto il continente.
Oltre ad essere onnipresente, i piccioni viaggiatori avevano la sfortunata qualità di essere deliziosi. Sono stati cacciati in massa da euroamericani affamati, sia per il cibo che per lo sport. Questo probabilmente non sarebbe stato così devastante per la popolazione totale degli uccelli, tranne per il fatto che gli umani distrussero simultaneamente gran parte dei loro nidi. Questa brutale combinazione ha portato la specie a un forte declino all'inizio del XX secolo. L'ultimo piccione viaggiatore conosciuto, un uccello di nome Marta, morto in cattività nel 1914.
Ora, gli scienziati stanno cercando CRISPR come un modo per riportare questi uccelli iconici. L'organizzazione biotecnologica con sede in California Revive &Restore ha un progetto dedicato ai piccioni passeggeri, che mira a ristabilire la specie modificando il genoma del piccione fasciato strettamente correlato. In caso di successo, il gruppo dice potrebbero usare questo approccio per resuscitare tutti i tipi di creature estinte o in pericolo di estinzione, dal furetto dai piedi neri al mammut lanoso. Che lo siano o meno dovrebbe è, Certo, ancora oggetto di dibattito, ma non si può negare che CRISPR abbia reso possibile la fantascienza.
Ora è interessante:Nel 2020, Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica per la tecnologia pionieristica CRISPR, rendendole la sesta e la settima donna a ricevere il premio.
