Dopo più di 20 anni di teorie, gli scienziati hanno ottimizzato una varietà ibrida di riso in modo che alcune piante producano semi clonati. Nessun sesso vegetale necessario. L’impresa, descritta il 12 dicembre in Nature, è incoraggiante per gli sforzi per nutrire un mondo sempre più affollato.
Mixare due buone varietà di cereali può essere necessario, combinando le migliori versioni dei geni per conferire alle colture caratteristiche desiderabili come rendimenti più elevati. Ma tali trasformazioni spesso non trasmettono quelle qualità genetiche adatte a tutti i semi durante la riproduzione. Quindi gli agricoltori che vogliono rendimenti costantemente più elevati dovranno pagare per i nuovi semi ibridi ogni anno. Questa nuova versione da laboratorio di riso ibrido preserverebbe queste qualità attraverso l’auto-clonazione, afferma il coautore dello studio Venkatesan Sundaresan, un genetista delle piante dell’Università della California.
Le ricerche sulla teoria negli anni
Anche se 400 tipi di piante, tra cui more e agrumi, hanno sviluppato semi autoctonici in modo naturale, ricreare quei percorsi nelle piante coltivate è “stato più difficile di quanto ci si aspettasse“, dice Sundaresan. Lui ed i suoi colleghi hanno avuto l’idea della nuova ricerca mentre studiavano “come un uovo fertilizzato diventa uno zigote, la cellula capace di rigenera un intero organismo“, come dice Sundaresan.
Il team ha scoperto che in un ovulo fecondato, solo la versione maschile di un gene chiamato BABY BOOM1 trovato negli spermatozoi ha innescato lo sviluppo di un embrione seme. Così gli scienziati hanno inserito un interruttore di avviamento genetico, chiamato promotore, che ha permesso alla versione femminile dello stesso gene di fare lo stesso lavoro. Nessun maschio sarebbe necessario per innescare lo sviluppo di un embrione.
Ma questo cambiamento da solo non era abbastanza per produrre semi ibridi clonati. Questo perché un uovo normale che si era formato attraverso la meiosi, un tipo di divisione cellulare, avrebbe solo una mezza serie di cromosomi.
La soluzione grazie a CRISPR
Una soluzione al problema arrivò dal genetista e studiografo di piante Raphael Mercier, con sede a Versailles presso l’Istituto nazionale francese per la ricerca agricola. La sua squadra aveva disabilitato tre geni cruciali per la meiosi nel riso, quindi le piante madri potevano passare alla riproduzione asessuata. Imtiyaz Khanday e Sundaresan hanno aggiornato l’approccio, utilizzando lo strumento di modifica dei geni CRISPR / Cas9 per disabilitare i geni.
Combinando le due modifiche del riso Kitaake, una parte dei genitori, al massimo circa il 30% al massimo, crea semi cloni vitali con la loro originale genetica ibrida intatta. Questi semi sono germogliati in piante che potrebbero anche clonare se stesse, e così anche la prossima generazione. Ora la sfida sarà rendere il processo più efficiente, dice Sundaresan.