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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Informazioni sull'editing del genoma

L'editing del genoma è una tecnologia rivoluzionaria che offre un grande potenziale per accelerare i nostri programmi di allevamento

Mei Yu, responsabile della ricerca, editing del genoma, KWS

Altre informazioni (EN)

New Breeding Methods: More than just a "test-tube screnario"	Download (PDF \| 144 kB)
EU-SAGE interactive online database of genome-edited crops	Read more

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