Nel tuo piatto c’è un OGM oppure un OGE?

Nel tuo piatto c’è un OGM oppure un OGE?

Una nuova biotecnologia più sicura

Se il comune cittadino conosce da tempo la sigla OGM (Organismi Geneticamente Modificati), probabilmente non conosce ancora la sigla OGE (Organismi Geneticamente Editati). 

Si tratta di un nuovo acronimo, utilizzato per indicare una nuova biotecnologia capace di apportare modificazioni genetiche, senza ricorrere alla ormai nota tecnica di miglioramento genetico transgenico.

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Che cos’è il miglioramento genetico?

 Il Miglioramento Genetico rappresenta la storia dell'agricoltura. Fin dalla nascita dell'agricoltura, infatti, l’uomo ha  iniziato a modificare il fenotipo delle piante, scegliendo e selezionando le caratteristiche più utili al proprio fabbisogno alimentare. Infatti le diverse caratteristiche vegetazionali (variabilità genetica) e le mutazioni spontanee hanno offerto sempre all’Uomo una grande variabilità genetica tra le specie selvatiche.  Attraverso ripetuti incroci, l’Uomo ha “domesticato” le piante alimentari che presentavano, per mutazioni spontanee, i caratteri visibili più utili al proprio fabbisogno.

E’ bene sapere che le biotecnologie agroalimentari di prima generazione (anni ’50-’60) utilizzavano radiazioni  di vario tipo (raggi X, raggi gamma) al fine di  generare mutazioni nel DNA delle piante di interesse, alla  ricerca di caratteristiche desiderabili per l’agricoltura, come la resistenza a condizioni meteorologiche avverse, o alla siccità oppure ancora alte rese.Questa tecnica ha però due grandi svantaggi: da un lato le radiazioni colpiscono in maniera indistinta tutto il genoma e non solo un gene di interesse, dall’altra la selezione e l’incrocio tradizionale (breeding tradizionale) delle piante originate in questo modo richiedono tempi molto lunghi (10 – 20 anni).

Numerose tecnologie di miglioramento delle piante coltivate, basate sul DNA ricombinante, sviluppate a partire dalla fine degli anni '90 del secolo scorso sono state denominate New Plant Breeding Techniques (NPBT). Caratteristica comune alle NPBT è quella di produrre modificazioni genetiche molto simili, se non indistinguibili, da quelle ottenibili attraverso le metodiche più tradizionali della mutagenesi casuale e dell’incrocio.

Tra queste nuove tecnologie, quella denominata genome editing, tramite il sistema CRISPR/CAS9, ha aperto, da pochissimi anni, la strada a numerosi percorsi di ricerca nei campi più diversi come la ricerca di base, l’agricoltura, la terapia genica, la sintesi di biocarburanti e di farmaci, ecc…

Questo sistema applicato all’agricoltura sostenibile, da tempo obiettivo primario e prioritario di ogni sistema produttivo, rientra nelle biotecnologie agroalimentari di seconda generazione. Tale sistema sembra il più facile, conveniente e preciso tra i metodi di modificazione genetica, ed usato in agricoltura, se e quando sarà sostenuta da adeguata legislazione, permetterebbe di ottenere nuove varietà con caratteristiche specifiche riguardanti un solo gene OGE. 

Sarà cioè possibile:

  • disattivare un gene, se la caratteristica fenotipica produce un danno economico;
  • riattivare o inserire un nuovo gene, se quest’ultimo codifica per un tratto vantaggioso, come ad es. la resistenza a funghi e batteri parassiti, al fine di ridurre l'uso di pesticidi.

In altre parole l’editing genomico consente di produrre piante indistinguibili da quelle risultanti da una mutazione naturale casuale.


Il miglioramento genetico rappresenta la storia dell'agricoltura

Con le pratiche agricole, e nel corso dei millenni, le piante coltivate sono diventate organismi geneticamente modificati, dapprima solo per mutazioni casuali, poi per mutazioni indotte dall’Uomo, oggi attraverso le Biotecnologie di ultima generazione. L’Agricoltura ha dunque originato le piante alimentari che sono diventate notevolmente diverse da quelle selvatiche originarie.

Ma se nel passato il costante miglioramento genetico è avvenuto lentamente, dagli anni ‘50-‘60 del secolo scorso i tempi si sono accorciati in modo significativo grazie alle nuove tecniche di mutazione genetica indotta da radiazioni, che hanno affiancato quelle genetiche spontanee e casuali. 

A partire dagli stessi anni ’50 però con la conoscenza più specifica del patrimonio genetico delle piante e dagli anni ’90 con lo studio sempre più approfondito dei loro genomi,  l’Uomo ha messo a punto nuove tecnologie sempre più raffinate per ottenere varietà di piante alimentari di alta qualità, ma anche sostenibili per l’ambiente e la società globale che stiamo vivendo.

Il Miglioramento Genetico può avvenire per trasferimento orizzontale di geni, con il quale una sequenza di DNA proveniente da un individuo della stessa specie o di qualunque altra specie, viene inserita nel genoma di una pianta.

Semplificando molto, in base all'origine del DNA trasferito, gli organismi trasformati si classificano in due gruppi:

1.Transgenici: il DNA trasferito proviene da una specie diversa da quella che lo riceve;

2.Cisgenici: il DNA trasferito proviene da una varietà della stessa specie avente la caratteristica  desiderata. Le piante cisgeniche non sono considerate OGM dalla normativa attuale.


La variabilità genetica

La variabilità genetica che si manifesta ad ogni nuova generazione filiale,  è assicurata dalla riproduzione sessuata.
Questo è possibile dal momento che i caratteri genetici sono codificati da geni nelle loro diverse espressioni alleliche, sui quali agiscono quattro processi casuali:

1.  crossing over, cioè la rottura della doppia elica e lo scambio di segmenti di DNA fra    una coppia di cromosomi omologhi (profase della meiosi I);
2.  assortimento indipendente, per cui le coppie di cromosomi omologhi si distribuiscono in modo indipendente tra loro nelle cellule figlie ((metafase della meiosi I);
3.   fecondazione dei gameti;
4.   mutazioni spontanee, che possono cambiare l’assetto genomico originario.
 
Ad ogni generazione quindi la selezione naturale può operare una “scelta”, facendo sopravvivere gli individui portatori di quelle  combinazioni alleliche più favorevoli in quel contesto ambientale. Allo stesso modo la variabilità genetica ha offerto all’Uomo molti vantaggi di “scelta”: da un incrocio parentale, pilotato per ottenere determinate caratteristiche nella generazione filiale, si potranno scegliere gli individui con le caratteristiche migliori.


Il miglioramento genetico tramite Genome Editing

La scoperta del sistema di CRISPR/CAS9 quale metodo per indurre modificazioni genetiche mirate all’ottenimento di caratteri desiderati per il miglioramento genetico delle specie agroalimentari (considerata anche la crescita della popolazione mondiale dei prossimi anni e decenni),  sposta  l’attenzione  dai Laboratori di Ricerca agli Enti deputati a legiferare in tema di OGM. Le autorità statunitensi considerano le nuove tecniche come diverse dai metodi transgenici, e l’Europa?

La Direttiva 2001/18/EC , che è stata approvata quindici anni fa, regola molto di più il metodo utilizzato per produrre una nuova pianta che non le caratteristiche della pianta stessa.

Ma gli scienziati ritengono  che una nuova varietà vegetale coltivata debba essere giudicata per quello che è effettivamente e non in base alla procedura utilizzata per crearla. Le piante ottenute con sistemi di Editing Genomico si trovano dunque attualmente in un vuoto normativo, in attesa che la Commissione Europea si pronunci.

Poiché La CRISPR ha il vantaggio di non introdurre DNA esogeno in un organismo, per il momento non viene considerata una tecnica OGM.
Se si impara a considerare l'innovazione tecnologica quale aiuto all’Uomo per produrre un’agricoltura sostenibile contemporaneamente alla salvaguardia dell’ambiente, forse siamo sulla strada giusta.
 
In sintesi è la variabilità genetica ad offrire all’Uomo la disponibilità di scegliere, tra piante simili ma con caratteristiche diverse, quelle portatrici dei geni che esprimono le caratteristiche migliori, cioè per ottenere un miglioramento genetico.


Il miglioramento genetico del futuro deve essere un’agricoltura sostenibile

Il concetto di agricoltura sostenibile è molto ampio e complesso.

Dal punto di vista ambientale, si intende un'agricoltura rispettosa delle risorse naturali quali acqua, fertilità del suolo, biodiversità, e che non utilizzi sostanze chimiche inquinanti.

Dal punto di vista sociale, si intende la capacità dell'intera produzione agroalimentare mondiale di far fronte alla domanda globale, sia nei paesi industrializzati, sia in quelli in via di sviluppo.

Dal punto di vista economico, si intende la capacità di essere vantaggiosa per l'agricoltore, favorendo un reddito equo (commercio equo-solidale), la tutela della salute dell'operatore e il miglioramento della qualità della vita degli agricoltori e dell'intera società.

Infatti, le finalità dell'agricoltura sostenibile sono quelle che permettono di:

  • migliorare le condizioni di vita dei produttori, aumentandone l’accesso al mercato, pagando le loro merci a un prezzo più equo ed assicurando continuità delle relazioni commerciali;
  • promuovere opportunità di sviluppo per produttori svantaggiati, specialmente gruppi di donne e popolazioni indigene e proteggere i bambini dallo sfruttamento;
  • divulgare informazioni sui meccanismi economici di sfruttamento, tramite la vendita dei prodotti, favorendo e stimolando nei consumatori la crescita di un atteggiamento alternativo al modello economico dominante e la ricerca di nuovi modelli di sviluppo;
  • proteggere i diritti umanipromuovendo giustizia sociale, sostenibilità ambientale, sicurezza economica, promuovere un uso equo e sostenibile delle risorse ambientali.

3A Liceo Scientifico, I.S.I.S. V. Manzini - San Daniele del Friuli, A.S. 2016-2017

BIBLIOGRAFIA

  • Dario Bressanini – Beatrice Mautino “CONTRONATURA” , Best Bur Rizzoli 2015
  • Luigi Cattivelli L’Informatore Agrario “OGM e dintorni: non si ferma il miglioramento genetico” 02.12.2015
  • Società Italiana di Genetica Agraria - Società Italiana di Biologia Vegetale “Considerazioni riguardo la tecnica del genome editing per il miglioramento genetico delle colture agrarie”
  • Direttiva 2001/18/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 12 marzo 2001, sull'emissione deliberata nell'ambiente di organismi geneticamente modificati e che abroga la direttiva 90/220/CEE del Consiglio - Dichiarazione della Commissione
  • Campbell – Reece  “Biologia”    ottava edizione 2009, edizione  per l’Università.
  • Le Scienze Aprile 2016 : L’enzima che rivoluziona la Genetica pag.28; CRISPR in Agricoltura pag.36; La Signora dell’Editing pag. 44

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Domande correlate

  • Uno dei temi più rilevanti legati all'introduzione degli OGM è la loro sicurezza alimentare. Al riguardo c'è nella gente il timore che la modificazione genetica possa comportare l'introduzione nella catena alimentare di prodotti con potenziali effetti collaterali non del tutto prevedibili, per cui cibarsi con alimenti OGM potrebbe comportare maggiori rischi rispetto ai cibi tradizionali non geneticamente modificati. E' veramente così?

    Riguardo alle biotecnologie e, in particolare all'introduzione di  organismi geneticamente modificati (OGM) nel settore agroalimentare, si è acceso negli ultimi anni un forte dibattito a livello nazionale e internazionale relativamente alle tematiche della protezione dell'ambiente e della salute, così come implicazioni economiche e sociali e questo nonostante ci sia ampio consenso in ambito scientifico nel ritenere che i cibi OGM non presentino rischi maggiori di quanti ne presenti il normale cibo. 

    Una delle fonti principali dove poter trovare informazioni sull'argomento è sicuramente EFSA, l’agenzia europea, istituita nel 2002, fonte indipendente di consulenza scientifica e comunicazione sui rischi associati alla catena alimentare. La legislazione alimentare generale ha creato un sistema europeo di sicurezza alimentare in cui la responsabilità di valutare i rischi e quella di gestirli sono tenute separate. L’agenzia che opera in modo indipendente dalla Commissione europea, dal Parlamento europeo e dagli Stati membri, è stata, ha di recente dedicato una sezione del proprio sito informativo proprio al tema OGM, sulle richieste di autorizzazione di OGM e sulla cooperazione con gli Stati membri dell'UE. Un'altra sezione illustra il quadro normativo che disciplina il lavoro dell'EFSA in tema di OGM.Già nel 2011 l'EFSA ha infatti avviato un progetto per valutare otto nuove tecniche di miglioramento di vegetali. Al gruppo di esperti scientifici è stato chiesto di valutare se i correnti documenti orientativi fossero ancora validi per piante sviluppate utilizzando le nuove metodiche che includevano intragenesi, cisgenesi e tecnica della nucleasi a dito di zinco (ZFN). Il gruppo di lavoro ha concluso che l’attuale guida alla valutazione del rischio (tra cui una guida alla valutazione dei rischi ambientali) era applicabile anche alla valutazione di alimenti e mangimi derivati tramite queste nuove tecniche. Nel 2013 la Commissione europea ha richiesto che l'EFSA sospendesse ulteriori valutazioni di nuove tecniche di miglioramento vegetale, per consentire al gruppo OGM di concentrarsi sulla valutazione di richieste di autorizzazione di OGM e sullo sviluppo di linee guida. Per i dettagli è possibile scaricare il pdf sottostante. 

    In Italia la discussione sulle nuove tecniche biotecnologiche, ed in particolare sulla cisgenesi e il genome editing è stata portata in senato il 30 luglio del 2015 come “Affare assegnato sulla materia delle nuove tecnologie in agricoltura, con particolare riferimento all'uso delle biotecnologie sostenibili e di precisione (Atto n. 591)”. Da allora fino a luglio 2016 la 9ª Commissione permanente (Agricoltura e produzione agroalimentare) ha eseguito nove sedute con audizioni di rappresentanti del Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria (CREA), appresentanti del Consiglio nazionale per le ricerche (CNR) del Presidente della Società italiana di biologia vegetale (SIBV) e del Presidente della Società italiana di genetica agraria (SIGA) di rappresentanti della Fondazione Edmund Mach di rappresentanti di Greenpeace Italia dell'Associazione italiana sementi (Assosementi) e di esperti vari (tra cui anche i ricercatori di IGA).

    Il mondo della ricerca sostiene che miglioramento genetico vegetale rappresenta uno dei settori attraverso i quali è possibile aumentare competitività e sostenibilità del sistema agricolo anche rispetto alle sfide della efficienza produttiva, dei cambiamenti climatici, della sostenibilità delle produzioni, con riferimento soprattutto alla riduzione dell’uso dei pesticidi. Tra le nuove tecniche biotecnologiche, quelle più promettenti e per le quali vi è un notevole interesse della comunità scientifica, sono la cisgenesi e il genome editing. Si tratta di tecnologie di recente messa a punto che permettono di modificare in modo mirato il patrimonio genetico di una varietà commerciale, frutto spesso di numerosi anni di breeding, riproducendo quanto avviene attraverso le mutazioni naturali o l’incrocio naturale (processi che sono alla base della struttura genetica delle moderne varietà coltivate di tutte le specie agrarie), ma in maniera rapida e selettiva. 

    ll miglioramento genetico vegetale rappresenta uno dei settori attraverso i quali è possibile aumentare competitività e sostenibilità del sistema agricolo anche rispetto alle sfide della efficienza produttiva, dei cambiamenti climatici, della sostenibilità delle produzioni, con riferimento soprattutto alla riduzione dell’uso dei pesticidi. Tra le nuove tecniche biotecnologiche, quelle più promettenti e per le quali vi è un notevole interesse della comunità scientifica, sono la cisgenesi e il genome editing. Si tratta di tecnologie di recente messa a punto che permettono di modificare in modo mirato il patrimonio genetico di una varietà commerciale, frutto spesso di numerosi anni di breeding, riproducendo quanto avviene attraverso le mutazioni naturali o l’incrocio naturale (processi che sono alla base della struttura genetica delle moderne varietà coltivate di tutte le specie agrarie), ma in maniera rapida e selettiva. 

    Patricija Muzlovic