Editing genomico

Editing genomico - un nuovo metodo di selezione preciso e veloce

L'editing del genoma è un nuovo metodo di selezione (NBM) che consente uno sviluppo più preciso e più rapido delle varietà attraverso la mutagenesi mirata.

L'editing genomico è più preciso rispetto ai metodi di selezione tradizionali: alterando direttamente il genoma, è possibile modificare solo i tratti mirati. Allo stesso tempo, l'editing del genoma può accelerare lo sviluppo di nuove varietà vegetali del 20-30% rispetto ai metodi di selezione tradizionali.

Esistono diverse forme e approcci di editing del genoma. Questi si basano su enzimi programmabili (nucleasi) che vengono utilizzati per tagliare il DNA in posizioni specifiche per effettuare delezioni, sostituzioni o inserzioni mirate e precise nel genoma. Sebbene le innovazioni nell'editing genomico risalgano al 1980, il metodo è stato utilizzato per la modifica del genoma vegetale solo dal 2005. I precedenti approcci includono Meganucleasi, Nucleasi a dita di zinco (ZFN) e nucleasi effettrici simili ad attivatori di trascrizione (TALEN). Dalla sua prima applicazione nella selezione vegetale nel 2013, CRISPR / Cas è diventato il metodo più utilizzato, grazie alla sua relativa semplicità, efficienza, versatilità e velocità.

CRISPR/Cas come metodo di editing del genoma

CRISPR / Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats / Cas protein) si basa sul sistema immunitario naturale dei batteri. Come difesa contro i virus, alcuni batteri sono in grado di catturare il DNA virale e usarlo per creare segmenti di DNA, consentendo loro di colpire direttamente virus simili in attacchi conseguenti, tagliando il loro DNA a parte.

Esistono diverse forme di applicazioni di editing genomico. I tre tipi di nucleasi Site-Directed possono essere indotti con CRISPR/Cas: SDN-1 (delezioni o mutazioni puntiformi), SDN-2 (cambiamenti mirati di alcuni nucleotidi) o SDN-3 (inserimento mirato di geni o sequenze geniche, comprese le inserzioni transgeniche).

Parliamo del futuro:

KWS Infographic explaining satellite based dry matter monitoring

Nuovi metodi di allevamento e modifica del genoma in agricoltura

L'innovazione è fondamentale per aiutare la selezione delle piante a tenere il passo con le sfide future, come la crescita della popolazione mondiale e il cambiamento climatico. Leggi di più sugli obiettivi dell'editing genomico e sull'attuale quadro normativo.

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L'editing del genoma può essere utilizzato per sviluppare colture con tratti benefici:

Molti esempi di implementazione riuscita dimostrano che l'editing genomico può dare un contributo significativo alla sicurezza alimentare globale e all'agricoltura sostenibile. Le varietà resistenti a parassiti e a malattie o le varietà con una maggiore efficienza nell'uso di nutrienti o acqua possono consentire la riduzione degli input agricoli, come fertilizzanti inorganici, protezione delle piante e acqua. Inoltre, le colture possono essere adattate meglio al clima che cambia a livello globale e locale e la riduzione della necessità di terreni agricoli e fattori di produzione ridurrà il contributo complessivo dell'agricoltura alle emissioni globali di gas serra.

Editing del genoma presso KWS

In KWS, l'agricoltura sostenibile è stata l'obiettivo principale nell'applicazione dei metodi di modifica del genoma per le nostre colture chiave dal 2015. A causa dell'attuale quadro normativo dell'UE, che vieta di fatto l'uso dell'editing genomico nella selezione vegetale, il nostro attuale focus è la ricerca. Utilizziamo l'editing del genoma, ad esempio, nell'identificazione e nella convalida dei geni.

Il nostro obiettivo futuro per l’editing genomico sta nello sviluppo di tratti genetici utili, come la resistenza a funghi, virus e insetti, la stabilità della resa e la qualità dell'insilato.

Ad esempio, KWS è una delle quasi 60 aziende che collaborano al progetto di ricerca PILTON, gestito dalla Federazione tedesca per l'innovazione delle piante e.V. (GFPi). Lo scopo di questo progetto è sviluppare tolleranze fungine multiple nel grano e dimostrare il potenziale dell'editing del genoma nel ridurre la necessità di prodotti fitosanitari.

Il progetto PILTON

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„Ci impegniamo ad affrontare le sfide dell'agricoltura con approcci innovativi. Con la velocità e la precisione dell'editing del genoma, favoriamo lo sviluppo di colture resistenti al clima, fornendo soluzioni per un'agricoltura sostenibile.“

Dr. Manny Saluja, scienziato avanzato, editing del genoma, KWS

Altre informazioni (EN)

New Breeding Methods: More than just a "test-tube scenario"	Download 2022 (PDF \| 144 KB) download 2023 (PDF \| 191 KB)
EU-SAGE interactive online database of genome-edited crops	Read more

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