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NBT: Come CRISPR/Cas potrebbe rivoluzionare la coltivazione delle mele

Foto credits: © Michael Pezzei & Patrick Schwienbacher

ipoma Numero 03 presenta

Evoluzione genetica

Le New Breeding Techniques (NBT) sono la chiave per affrontare le maggiori sfide dell’agricoltura, dalla resistenza alle malattie al cambiamento climatico?

  • L’evoluzione attraverso il metodo di prova ed errore è sempre stata il modo della natura per adattarsi alle sfide. Ma l’agricoltura ha bisogno di soluzioni più rapide per rimanere al passo con malattie, parassiti e crisi climatica.
  • Ed è qui che entrano in gioco le Nuove Tecniche di Selezione (NBT), in particolare il CRISPR/Cas, che consente agli scienziati di effettuare modifiche genetiche precise ed efficienti senza introdurre geni estranei
  • Tuttavia, il dibattito su regolamentazioni e accettazione da parte dei consumatori continua.
  • Questo articolo approfondisce il funzionamento delle NBT, il loro potenziale e le controversie che le circondano in Europa.
  • Hai ulteriori domande? Contattaci ora!


*tratto da ipoma Numero 03, “Evoluzione genetica”, Ex Libris 2024

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Per chi preferisce ascoltare, questo articolo è disponibile anche in versione audio. Puoi sintonizzarti su Spotify e scoprire come CRISPR/Cas sta rivoluzionando la coltivazione delle mele ovunque tu sia.

Dr. Thomas Letschka

Dr. Thomas Letschka

Direttore del gruppo di lavoro Genomica per il miglioramento genetico del Centro di Sperimentazione Laimburg

Le NBT determinano modifiche genetiche analoghe a quelle naturali, con una maggiore velocità e precisione.

Dr. Thomas Letschka

Direttore del gruppo di lavoro Genomica per il miglioramento genetico del Centro di Sperimentazione Laimburg
Dr. Giovanni Broggini

Dr. Giovanni Broggini

Ricercatore nell’ambito della coltivazione molecolare all’ETH Zürich

Cerchiamo di eliminare i geni che rendono le mele vulnerabili a determinate malattie.

Dr. Giovanni Broggini

Ricercatore nell’ambito della coltivazione molecolare all’ETH Zürich

Cosa sono le New Breeding Techniques (NBT)?

Un approccio più rapido e preciso alla coltivazione delle mele

   

  • La coltivazione tradizionale delle mele è un processo lento che richiede decenni per sviluppare varietà che bilancino resistenza alle malattie, sapore e consistenza. Le New Breeding Techniques (NBT), come il CRISPR/Cas, offrono una soluzione consentendo agli scienziati di modificare il genoma delle mele con precisione. 
  • A differenza dell’ingegneria genetica convenzionale, che introduce geni estranei, le NBT modificano i geni già presenti nella mela – simulando essenzialmente mutazioni naturali, ma in modo molto più veloce.
  • “Il fine è ottenere rapidamente e in modo mirato modificazioni del genoma che in natura avverrebbero solo nel corso di decenni” spiega il Dr. Thomas Letschka del Centro di Sperimentazione Laimburg. 
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Come funziona il CRISPR/Cas

Delle "forbici genetiche" che rivoluzionano l’agricoltura


  • CRISPR/Cas, la NBT più conosciuta, è un sistema enzimatico prodotto dai batteri, spesso chiamato “forbici genetiche” per la sua capacità di effettuare tagli precisi nel DNA.
  • Questa tecnologia può disattivare i geni che rendono le mele suscettibili alle malattie o introdurre geni di resistenza da specie selvatiche di mele. Il processo è altamente mirato, riducendo le modifiche non intenzionali associate all’ingegneria genetica convenzionale.
  • “Questo intervento può essere guidato con precisione, ed è una delle differenze principali rispetto all’ingegneria genetica classica.”  (cit. ipoma, 2024)


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Vantaggi di CRISPR/Cas nella coltivazione delle mele


  • Cicli di coltivazione più rapidi: Riduce il tempo necessario per la coltivazione da decenni a pochi anni.
  • Benefici ambientali: Mele più resistenti richiedono meno utilizzo di pesticidi chimici.
  • Caratteristiche orientate ai consumatori: Migliora sapore e consistenza, aumentando al contempo la resilienza.


Un esempio: a Zurigo, il Dr. Giovanni Broggini sta testando CRISPR/Cas per migliorare la resistenza al colpo di fuoco batterico nelle mele Gala, disattivando specifici geni di suscettibilità.

Glossario

TermineDefinizione
Cisgenesi È una tecnica di manipolazione genetica delle piante con l’inserimento solo di geni della stessa specie, sia con i metodi di manipolazione genetica classici sia utilizzando NBT. I geni devono provenire da una specie biologicamente compatibile, per esempio da un melo selvatico, il cui gene viene trasferito a una varietà del nostro melo domestico. Se invece un melo riceve un gene di un pomodoro non si tratta più di cisgenesi.
CRISPR/Cas Enzima prodotto da batteri in grado di tagliare il DNA in determinati punti con grande precisione. Per questo è denominato anche “forbice genetica”. Con questo metodo è possibile eliminare in modo mirato singoli geni, per esempio quelli della vulnerabilità che rendono le piante più soggette a determinate malattie, o anche incorporare con precisione specifici geni, per esempio un gene di una varietà di mele affine per aumentare la resistenza ai funghi (e senza che la mela modificata subisca alterazioni significative).
Genome Editing Termine che comprende tutte le tecnologie con le quali si modifica il genoma senza inserire geni estranei, come le NBT con il CRISPR/Cas.
New Breeding Techniques (NBTs) È il breeding con nuove tecnologie, di cui la più nota è il CRISPR/Cas. In questo caso si interviene in modo mirato sul DNA e solo come farebbe la natura stessa con le mutazioni spontanee. Questo differenzia le NBT dai metodi classici di ingegneria genetica come la transgenesi. Pertanto, attualmente nell’UE si tende a non equiparare le NBT alla transgenesi classica.
Principio di precauzioneGuida la legislazione europea in materia di manipolazione genetica. Non tiene conto solo del prodotto finale, ma valuta anche i processi che portano alla realizzazione del prodotto.
Principio di equivalenza sostanziale A differenza del principio di precauzione, in questo caso si valuta soprattutto il prodotto finale. I processi che portano alla sua creazione hanno un’importanza marginale. Questo principio presuppone che un alimento di nuovo sviluppo sia sicuro esattamente quanto uno già esistente, se presenta la stessa composizione. È diffuso tra l’altro in America del Nord e del Sud.
Transgenesi È il metodo classico dell’ingegneria genetica, che consiste nel trasferire in un organismo, per esempio una pianta, geni di specie differenti. Oggi il termine è spesso sinonimo di tutti i metodi di ingegneria genetica. Finora hanno ottenuto l’autorizzazione alla coltivazione specie vegetali modificate con la trans- genesi come la soia, il mais, il cotone e la colza. Soprattutto in Europa questo metodo è stato spesso rifiutato dai consumatori. Nell’UE le piante transgeniche – organismi geneticamente modificati o OGM – devono essere etichettate.
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Il dibattito normativo in Europa

NBT e legislazione sugli OGM: qual è la posizione di CRISPR/Cas?


  • Nessuno in Europa ha ancora richiesto l'autorizzazione per una mela migliorata con CRISPR/Cas.
  • Nell'UE, le NBT come CRISPR/Cas sono attualmente regolamentate dalle stesse rigide leggi applicate agli OGM, rendendo le approvazioni costose e complesse.
  • Tuttavia, la Commissione Europea sta valutando la possibilità di classificare le NBT come equivalenti alle tecniche di coltivazione convenzionali, il che abbasserebbe le barriere e ne favorirebbe l'adozione.
  • “L’entrata in vigore di questa legge potrebbe costituire un punto di svolta in Europa per le NBT” osserva Letschka. 
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Sfide e Critiche

Accettazione da parte dei consumatori e valutazione dei rischi  

  

  • I critici sostengono che le attuali proposte dell’UE non prevedano valutazioni complete dei rischi per le colture NBT. Continuano inoltre i dibattiti sull’etichettatura obbligatoria: alcuni ritengono che possa aumentare i costi e scoraggiare i consumatori. Altri, invece, considerano la trasparenza essenziale per guadagnare la fiducia del pubblico.
  • “Una valutazione completa dei rischi deve precedere l’autorizzazione; saltare questo passaggio è irresponsabile,” avverte Jan Plagge, presidente dell’associazione di agricoltori biologici Bioland.
  • Mentre l’Europa discute, altri paesi stanno già andando avanti. Negli Stati Uniti, le mele modificate con CRISPR, che non diventano marroni dopo essere state tagliate, sono già disponibili sul mercato con il marchio Arctic®. In Giappone sono stati introdotti pomodori modificati con CRISPR, arricchiti con benefici per la salute.
  • Questi esempi dimostrano come la tecnologia potrebbe trasformare l’agricoltura a livello globale, mentre l’Europa si trova a un bivio.

Guardando al futuro

Le NBT rivoluzioneranno la coltivazione delle mele in Europa?


  • Il futuro della coltivazione delle mele risiede in metodi più rapidi e precisi come CRISPR/Cas. Migliorando la resistenza alle malattie e riducendo la dipendenza dai pesticidi, queste innovazioni potrebbero aiutare ad affrontare le sfide climatiche e agricole.
  • Tuttavia, il loro successo dipende dalla fiducia dei consumatori e dal supporto normativo. Mentre l’Europa discute sulla loro classificazione, una cosa è certa: il potenziale delle NBT di trasformare la coltivazione delle mele è immenso.
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