Uno sparo nel buio

I primi giorni dell'ingegneria genetica erano piuttosto rozzi, specialmente per i genetisti vegetali. Ma la tecnologia per inserire nelle piante i geni che conferiscono caratteristiche come la resistenza ai parassiti ha rivoluzionato l'agricoltura moderna. Oggi un dispositivo nato in una battaglia di diverso tipo per la riduzione dei parassiti è responsabile di quasi tutte le colture di soia e mais geneticamente modificate coltivate negli Stati Uniti. È stata soprannominata la pistola genetica.

Tutto è iniziato nel 1983, quando il coltivatore di piante della Cornell University John Sanford si è rivolto alla biotecnologia nella sua ricerca di una scorciatoia oltre il lungo e casuale processo di impollinazione incrociata comunemente usato per creare nuove piante. Ma penetrare nelle spesse pareti cellulari di una pianta per fornire nuovi geni per tratti specifici e desiderati è stata una sfida. Mentre faceva la guerra contro un'infestazione di scoiattoli nel cortile di casa con una pistola BB, Sanford pensò di usare una pistola simile per far esplodere i geni attraverso le pareti cellulari. Ha contattato Edward Wolf e Nelson Allen, ingegneri della Nanofabrication Facility di Cornell, per chiedere aiuto nella progettazione di proiettili per fornire il DNA. Il duo ha deciso che le particelle microscopiche di tungsteno potevano essere rivestite con i geni desiderati e sparate direttamente nelle cellule usando una pistola. I test preliminari hanno coinvolto una normale pistola ad aria compressa.

Questa storia faceva parte del nostro numero di dicembre 2001

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Theodore Klein, un postdoc nel laboratorio di Sanford, ha testato lo schema sul suo primo argomento: una cipolla. Ma poiché i ricercatori non potevano controllare le raffiche d'aria della pistola - le particelle non penetravano nelle cellule o le distrussero - le prime prove spesso lasciavano le pareti del laboratorio schizzate con pezzi di cipolla. Il team di Sanford ha quindi sviluppato un dispositivo per utilizzare cariche di polvere da sparo calibro 22 che fornivano velocità più elevate e meno shock. In questo sistema, un proiettile di plastica appositamente progettato ha caricato la canna della pistola, rivestendosi di pallini. All'estremità della canna, il proiettile si è schiantato contro una lamiera, facendo volare le particelle ad alta velocità attraverso un piccolo foro nella lamiera e nelle celle. Nel giro di diversi mesi, gli esperimenti sulla cipolla hanno funzionato. A metà degli anni '80, il team aveva anche inserito geni estranei nel tabacco, nel grano e nella soia.

Nel 1990, Cornell ha venduto i diritti sulla tecnologia a DuPont. Da allora, le pistole genetiche hanno subito diversi perfezionamenti, rendendole molto più precise. Nel frattempo, i ricercatori della Monsanto, della Washington University di St. Louis e della Ghent University in Belgio hanno sviluppato un metodo concorrente utilizzando un batterio per iniettare il DNA nelle cellule vegetali. I genetisti vegetali ora usano entrambi i metodi con circa la stessa frequenza per modificare geneticamente le colture.

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