Il genome editing è una tecnologia che consente ai ricercatori di sviluppare nuove varietà di piante con caratteristiche interessanti, come la resistenza alle malattie. Per la legislazione europea però, si tratta di ogm potenzialmente pericolosi. Ma è davvero così? In questo guest post Deborah Piovan, agricoltore e membro della Società Italiana di Genetica Agraria, prova a fare il punto
Da quando la specie umana ha inventato l’agricoltura, circa 9000 anni fa, ha sempre modificato le piante che coltiva. Per molto tempo si è limitata a scegliere gli occasionali mutanti che il caso offriva: una spiga più ricca e che non disperdesse i propri semi, un frutto più carnoso e dolce, un tubero meno tossico, e così via. Un lavoro di domesticazione lungo molte generazioni che ci ha portati ai progenitori delle colture che coltiviamo oggi.
Poi, nei secoli, l’umanità ha imparato che incrociando individui con caratteristiche interessanti poteva cercare fra le piante figlie quelle che unissero i caratteri desiderati portati da ciascuna delle due piante parentali: incrociava e selezionava. Poteva però sfruttare solo le caratteristiche già presenti nella specie o quelle che comparivano casualmente per mutazioni spontanee.
Non solo mutazioni spontanee
Nel secolo scorso abbiamo imparato che le mutazioni possono anche essere indotte attraverso sostanze chimiche o con agenti fisici, come i raggi x e γ. Così i genetisti hanno cominciato a indurre mutazioni casuali per poi cercare se nella progenie delle piante trattate emergessero individui con caratteristiche interessanti per la coltivazione e il consumo: migliaia di varietà di cereali, frutta e ortaggi oggi consumati sono state ottenute così, ad esempio nel Centro Ricerche della Casaccia, a Roma. Per quanto utile, però, la mutagenesi classica appena descritta è del tutto casuale: ricordo il professore con cui lavoravo per la mia tesi di laurea, Sergio Baroncelli, che diceva spesso: “E’ come tirare in piccionaia! Dove pigli, pigli.” Nel 2020 Jennifer Doudna ed Emmanuelle Charpentier hanno vinto il Premio Nobel per la chimica per aver sviluppato un metodo per l’editing del genoma, la famosa CRISPR-Cas9.
La svolta dell’editing genetico
Di cosa si tratta? Di uno dei più efficaci sistemi per evitare di… tirare in piccionaia, ed essere invece precisi nell’azione di mutazione del genoma della pianta che si vuole migliorare. Non è l’unico e magari ne verranno messi a punto altri in futuro, ma la cosa importante è che permette ai genetisti di lavorare in modo mirato, rapido e relativamente poco costoso. L’insieme di queste tecniche di miglioramento genetico che usano strumenti di biologia molecolare per agire sul genoma delle piante si chiama NGT, New Genomic Techniques; in Italia la Società Italiana di Genetica Agraria ha proposto di chiamarle TEA, Tecnologie di Evoluzione Assistita.
Per utilizzare le TEA è necessario conoscere dettagliatamente il genoma della pianta e in particolare l’azione di ogni gene. Infatti la maggior parte dei lavori di miglioramento sono sulle specie meglio conosciute e il cui genoma è stato sequenziato: riso, pomodoro, mais, soia, frumento, patata, colza, orzo. Il motivo è che utilizzando tali tecniche si può agire sull’espressione dei singoli geni di interesse accendendoli, spegnendoli, mutandoli.
“L’insieme di queste tecniche di miglioramento genetico che usano strumenti di biologia molecolare per agire sul genoma delle piante si chiama NGT, New Genomic Techniques; in Italia la Società Italiana di Genetica Agraria ha proposto di chiamarle TEA, Tecnologie di Evoluzione Assistita”
Un esempio concreto: i ricercatori dell’Università di Milano guidati dal prof. Fabio Fornara hanno messo a punto riso resistente al brusone utilizzando proprio le TEA. Il brusone è una malattia fungina molto dannosa e gli agricoltori utilizzano fungicidi per proteggere le proprie risaie; se potessero coltivare una varietà di riso editato non sarebbe più necessario. Il vantaggio per l’ambiente, per gli operatori, per i consumatori è evidente. E tale caratteristica può essere trasferita facilmente a qualunque varietà di riso si desideri migliorare.
Un altro esempio di miglioramento tramite uso delle TEA è il pomodoro arricchito in provitamina D3 ottenuto dal CNR di Lecce insieme ai ricercatori del John Innes Center britannico. O ancora il grano a ridotto contenuto di asparagina ottenuto nel centro di ricerca di Rothamsted, Regno Unito; importante perché durante la cottura o la tostatura del pane tale molecola si trasforma in composti cancerogeni. E ancora: negli USA si è ottenuto un mais che tollera la siccità meglio degli ibridi precedenti. In tutto il mondo si sta facendo ricerca e miglioramento genetico delle piante coltivate utilizzando le TEA per molte caratteristiche, la resistenza a malattie fungine è probabilmente la più promettente.
Il nodo della legislazione sugli ogm
In Europa le piante ottenute con TEA sono considerate OGM, coerentemente con la definizione giuridica di OGM. La Commissione UE si è resa conto che una revisione di tale approccio è indispensabile, data l’ostilità della società europea agli OGM; immotivata, ma feroce. Forte del fatto che gli OGM sono transgenici, quindi vedono l’inserimento di un intero gene, mentre le TEA sono equiparabili a mutazioni puntuali, si sta chiedendo che le TEA siano equiparate a mutagenesi tradizionale, quella con raggi x o mutageni fisici, e che pertanto siano esentate dagli scopi della norma che regola la definizione di OGM. Beninteso: sia la transgenesi che la mutagenesi avvengono ampiamente in natura, in modo del tutto casuale. Ma i ricercatori lo possono fare in modo controllato e mirato.
L’agricoltura oggi si trova ad affrontare sfide molto serie per le quali servono strumenti nuovi. La popolazione del pianeta è in aumento mentre la terra coltivabile diminuisce a causa della cementificazione e dei cambiamenti climatici che portano a fenomeni di desertificazione, anche in Italia. Il cambiamento climatico inoltre rende talvolta inadeguate la varietà coltivate, che sono state selezionate quando il clima era più freddo, e cambia i cicli biologici di piante, parassiti e malattie. Infine, nuove politiche agricole comunitarie spingono gli agricoltori a ridurre sempre più i mezzi di produzione, in particolare agrofarmaci e fertilizzanti. Per rispondere a tutte queste sfide è necessario poter accedere a strumenti innovativi, come le nuove tecniche di miglioramento genetico, le TEA.
Non tutto si può fare con le TEA, per esempio per la difesa dagli insetti gli OGM Bt, comprovatamente sicuri, rimangono molto più efficaci. Ma le TEA sono uno degli strumenti più importanti di quella famosa “cassetta degli attrezzi” alla quale i ricercatori devono poter accedere integralmente per poter mettere a disposizione degli agricoltori, della produzione di cibo e quindi della società piante efficienti, migliorate, sicure.
“Per rispondere a tutte queste sfide è necessario poter accedere a strumenti innovativi, come le nuove tecniche di miglioramento genetico”
Da alcune parti del mondo scientifico si sta proponendo di cambiare totalmente l’approccio alla questione: che si regoli il prodotto invece che la tecnica. Appare senz’altro più sensato: si valuti se una pianta è sicura, utile, stabile, invece che considerare il metodo con il quale è stata ottenuta. Dopotutto, non si giudica in libro dal fatto che sia stato scritto con la macchina da scrivere, la penna o un pc, ma dai suoi contenuti.
