Una nuove tecnica di miglioramento genetico delle colture agrarie dalla biomedicina

I ricercatori dell’Università del Queensland hanno introdotto per la prima volta materiale genetico nelle piante attraverso le loro radici, aprendo un potenziale percorso per un rapido miglioramento delle colture.

Il professor Bernard Carroll della UQ's School of Chemistry and Molecular Biosciences ha affermato che la tecnologia delle nanoparticelle potrebbe aiutare a mettere a punto i geni delle piante per aumentare la resa delle colture e migliorare la qualità del cibo.

“L’allevamento tradizionale delle piante e la modificazione genetica richiedono molte generazioni per produrre una nuova varietà di colture, che richiede tempo ed è costosa”, ha detto Carroll.

“Siamo riusciti ad avere radici vegetali che assorbono una nanoparticella benigna che è stata sviluppata dal gruppo del professor Gordon Xu presso l’UQ per la consegna di vaccini e trattamenti contro il cancro negli animali.

“Le pareti cellulari vegetali sono rigide e simili al legno, molto più dure delle cellule umane o animali, quindi abbiamo rivestito la nanoparticella con una proteina che allenta delicatamente la parete cellulare delle piante. Il rivestimento proteico ha aiutato la nanoparticella a rompere le pareti cellulari per fornire un carico sintetico di mRNA nelle piante per la prima volta”.

Gli mRNA sono molecole messaggere naturali che contengono istruzioni genetiche per costruire e migliorare tutte le forme di vita.

Il team di ricerca ha utilizzato le nanoparticelle per fornire mRNA sintetico che produce una proteina fluorescente verde in più specie vegetali tra cui Arabidopsis, un membro in miniatura della famiglia della canola e del cavolo utilizzato ampiamente nella ricerca genetica.

“È stato sorprendente che piuttosto che consegnare tutto il suo carico nella prima cella in cui è entrato, la nanoparticella ha viaggiato con l’acqua attraverso la pianta che distribuisce l’mRNA mentre è andata”, ha detto Carroll.

“Questo è eccitante perché con ulteriori miglioramenti, la tecnologia potrebbe potenzialmente essere utilizzata in futuro per produrre nuove varietà di colture più rapidamente.

“Con ulteriori ricerche potremmo indirizzare un problema con una coltura come il sapore o la qualità e avere una nuova varietà senza la necessità di un decennio di allevamento incrociato o di modificazione genetica.

"Simile a come un vaccino mRNA produce una proteina per stimolare il sistema immunitario e poi degrada, l'mRNA che consegniamo nelle piante è espresso transitoriamente e poi scompare".