CRISPR Cas9 deschide o nouă eră în genetică

Primul produs cu modificări genetice, obținut de către cercetătorii de la Pioneer prin folosirea tehnologiei CRISPR Cas9, un hibrid de porumb ceros, va fi comercializat în anul 2020, a declarat dr. Arlo Thomson, directorul pentru cercetare al concernului. Față de bobul de porumb obișnuit, care conține 75% amylopectină, adică amidon, cel de porumb ceros va avea un conținut de peste 97%.

O tehnologie naturală, recent explicată de cercetători

După cum spune cercetătorul, există o sumedenie de motive pentru care departamentul de cercetare al gigantului DuPont Pioneer a hotărât să deschidă drumul unei tehnologii revoluționare cu acest produs. Printre ele, acela că porumbul ceros este folosit nu numai ca aliment, dar și ca materie primă în industria hârtiei, a adezivilor, a textilelor și în alte industrii. „Astfel avantajele vor deveni evidente pe un segment de piață nu foarte mare, cca 10%, dar foarte diversificat.“

Motivul principal pentru care Arlo Thomson s-a aflat la București a fost acela de a explica ziariștilor români interesați și, prin intermediul lor, fermierilor și publicului larg din România în ce constă și care sunt aplicațiile tehnologiei CRISPR Cas9.

„Este o tehnologie care există în mod natural de milioane de ani. Noutatea este că noi am aflat despre ea abia în 2002-2005, iar cercetătorii au reușit să o înțeleagă complet și să o descrie de-abia în anul 2012“, spune dr. Thomson. Așadar, parafrazând o zicală românească, procedeul e vechi, spectatorul nou. Practic, este vorba despre procedeul ce permite unei celule care, la un moment dat, a fost atacată de un virus să își creeze în ADN-ul său o genă pe care ea sau urmașele ei să o folosească pentru a crea enzime capabile să distrugă acel virus la atacuri viitoare.

O tehnologie precisă, simplă și sigură

Transformarea genomului prin metoda CRISPR Cas9 presupune trei pași. Primul dintre ei este identificarea cu precizie a locului unde se află gena sau genele vizate. Apoi, enzimei Cas9, care este o „foarfecă enzimatică“, i se atașează un fragment de ARN care să o conducă exact la locul din ADN unde va trebui să acționeze. Din acest moment devin posibile trei acțiuni diferite, la fel ca în cazul în care un document se editează pe computer. Prima, cea mai simplă, este eliminarea, pur și simplu, a genei respective. Ulterior ADN-ul se reface în mod natural, dar fără să mai conțină fragmentul cu pricina. Absența genei respective va face ca anumite procese să nu mai aibă loc, rezultând un produs cu alte calități.

A doua opțiune este de a stimula acțiunea acelei gene. Astfel, anumite proprietăți ale plantei devin mai evidente sau, dacă erau latente, încep să se manifeste. Astfel se poate obține, de exemplu, toleranța la secetă sau la anumiți dăunători.

În sfârșit, cea de-a treia opțiune este de a introduce în ADN una sau mai multe gene. În acest caz apar două situații: fie se utilizează un fragment provenind de la aceeași specie, dar de la altă varietate, fie de la altă specie. „Abia în această din urmă situație se obțin organisme modificate genetic (OMG)“, consideră cercetătorul. De altfel, afirmația sa se bazează pe definițiile și procedurile legislației din SUA și alte state ale lumii.

Față de alte tehnologii de editare a genomului, CRISPR Cas9 are avantajul de a fi foarte bine „țintită“. Practic, modificarea se face exact asupra fragmentului de ADN și a genelor vizate. Nu există posibilitatea rateurilor. În cel mai rău caz, editarea poate să nu reușească, fără alte consecințe.

Hibrizi noi în doar șase luni

Avantajele obținerii de noi hibrizi utilizând această nouă tehnologie sunt multiple și uriașe. Dacă pentru obținerea unui hibrid nou, prin ameliorarea clasică, sunt necesari de regulă zece ani, timpul se poate scurta prin cultivarea alternativă în cele două emisfere sau prin alte mijloace, la cel puțin șase ani. Prin folosirea CRISPR Cas9 ar fi suficiente șase până la 12 luni.

În ceea ce privește costurile, Arlo Thomson a spus: „Aici este o discuție complicată. Pentru a aplica această tehnologie, o condiție de bază este să avem o bună cunoaștere a genomului, de elită. Altfel nu avem cum să știm asupra căror gene trebuie să acționăm. Or, există genoame pe care le cunoaștem foarte bine și altele pe care abia am început să le studiem. Secvențierea genomului, la o înaltă rezoluție, logistica pentru aceasta presupun costuri ridicate. Alte costuri mari sunt implicate de testarea produșilor. Laboratoare care să aplice tehnologia sunt destule, așa că aici nu e vorba de costuri mari.“

Această tehnologie poate fi folosită pentru obținerea unor plante cu calități superioare. „Problema este, la fiecare plantă, să te hotărăști ce vrei să obții: toleranță sporită la secetă sau la anumiți dăunători, productivitate mai mare sau altceva. Fiecare dintre aceste aspecte este determinat de niște gene care trebuie identificate și localizate. Spre exemplu, când vorbim despre un hibrid mai tolerant la secetă, avem mai multe aspecte: dezvoltarea rădăcinilor, care este controlată, probabil, de 20-30 de gene; eficiența cu care apa ajunge în partea superioară a plantei, care este controlată și ea de 20-30 de gene; eficiența cu care este utilizată apa și altele. Sunt o grămadă de aspecte care trebuie evaluate“, a evidențiat șeful departamentului european de cercetare al DuPont Pioneer.

UE are mașină, dar merge cu căruța!

„În optica noastră, cei care trebuie să beneficieze de această tehnologie sunt fermierii. Rezultatele pe care le vizăm, obiectivele noastre, sunt legate de necesitățile lor, de ceea ce așteaptă de la noi“, a mai spus domnia sa.

Ceea ce este, de asemenea, foarte important este că tehnologia CRISPR Cas9 poate fi aplicată, în egală măsură, și în agricultură, dar și în zootehnie sau în genetica umană. „Practic, limitele acestei tehnologii sunt date de limitele imaginației noastre“, a încheiat dr. Arlo Thomson.

Din păcate, indiferent cât de tentante ar fi perspectivele oferite de această tehnologie, deocamdată ea reprezintă doar un vis și un fruct oprit pentru cercetătorii europeni. Cel mult, își pot ostoi curiozitatea și energia în laboratoare, sub strictă supraveghere. Legislația Uniunii Europene interzice categoric utilizarea rezultatelor biotehnologiilor pe teritoriul său. Paradoxal însă permite importul de soia modificată genetic, spre exemplu, pentru hrana șeptelului. Și, deși, așa cum au demonstrat cercetătorii, tehnologia CRISPR Cas9 nu presupune neapărat realizarea de OMG-uri, UE încadrează în aceeași categorie toate organismele asupra genomului cărora s-a intervenit. Chiar în ciuda rapoartelor întocmite de prestigioase autorități științifice, inclusiv de propriul său organism, EFSA (Administrația Europeană pentru Securitatea Alimentelor).

Așadar, avem mașină, dar ce folos? Noi mergem mai departe cu căruța!

Alexandru GRIGORIEV

Revista Agrobusiness nr. 10, 16-31 mai 2017 – pag. 10-11