Una società di genetica e un entomologo dell'Oregon State University hanno trascorso l'estate rilasciando maschi sterili di drosofila ad ala maculata modificati geneticamente per non riprodursi.
All'aperto. Senza reti o gabbie. E non è successo nulla di male, come avrebbero potuto temere gli scettici dell'ingegneria genetica.
“Sembra che rimangano abbastanza locali”, ha detto Chris Adams, che ha guidato il progetto per l'OSU.
Questo è stato l'insegnamento principale di un esperimento con SWD geneticamente sterilizzati condotto da Adams e Agragene, un'azienda di St. Louis che si basa su ricerche finanziate dalle industrie di ciliegie e mirtilli della costa occidentale.
Secondo l'esperienza di Adams, gli SWD - i minuscoli e invasivi moscerini della frutta che minacciano le industrie di frutti rossi - rimangono vicino a casa, viaggiando al massimo a pochi alberi di distanza. Le versioni sperimentali, geneticamente modificate, hanno seguito la stessa abitudine, ha detto Adams.
Questo risultato è fondamentale per far progredire la cosiddetta tecnica degli insetti sterili a guida di precisione. L'idea è che un giorno le mosche maschio sterili si accoppieranno con le femmine, che deporranno uova non vitali, facendo crollare la popolazione del parassita invasivo e proteggendo la frutta.
La tecnica degli insetti sterili esiste da decenni, come il programma trentennale di controllo della tarma del merluzzo che utilizza falene sterilizzate da trattamenti con radiazioni in una struttura della Columbia Britannica. L'editing genico offre un nuovo approccio alla produzione di sterilità.
Immagine 1: Uno dei principali motivi di preoccupazione per la drosofila maculata è legato alla velocità con cui questo parassita si riproduce.
Il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti ha concesso ad Adams e ad Agragene un permesso sperimentale per effettuare rilasci settimanali di maschi geneticamente modificati (GE) in un blocco di ciliegie di un ettaro presso il Mid-Columbia Agricultural Research and Extension Center dell'università a Hood River.
Il team si è posto due domande:
Secondo Adams e Agragene, alla prima domanda è stata data una risposta affermativa. Adams ha piazzato trappole di monitoraggio all'interno e intorno al frutteto, pieno di chiome ombrose e umide e di frutta in abbondanza per la deposizione delle uova - il paradiso della SWD. Secondo le trappole verificate da Agragene a St. Louis, il suo team ha catturato le mosche GE solo vicino al sito di rilascio.
La domanda numero 2, tuttavia, rimane senza risposta. L'estate torrida ha fatto fuori tutti gli SWD, geneticamente modificati e non, per cui non è stato possibile stabilire se il trucco dell'accoppiamento abbia funzionato.
Adams sospetta che la tecnica dell'insetto sterile possa aiutare i coltivatori biologici, dove gli insetticidi sono limitati, o negli habitat che circondano i frutteti, come gli abbondanti boschetti di more autoctone dell'Himalaya nella Columbia River Gorge, una delle aree di produzione di ciliegie più prolifiche della costa occidentale.
“Lo vedo come un ottimo strumento per controllare queste mosche dove non è possibile raggiungerle”, ha detto.
Inoltre, in alcune zone della California gli SWD stanno mostrando resistenza agli insetticidi principali.
Sono in corso anche ricerche su altre forme di controllo biologico, come una vespa parassita in fase di studio negli Stati Uniti e un biopesticida a base di lievito in fase di sperimentazione presso l'Università della California, Davis.
Immagine 2: La Precision-guided Sterile Insect Technique prevede l'uso di CRISPR/Cas9 e RNA guida per creare geneticamente una covata di femmine morte e maschi sterili, che verrebbero poi rilasciati per accoppiarsi con femmine selvatiche che a loro volta deporrebbero uova non vitali, come mostra questo diagramma. È uno dei numerosi progetti in corso da parte dei ricercatori dell'Università della California, San Diego, per usare la manipolazione genetica come strumento per controllare la drosophila maculata.
La ricerca sulla sterilizzazione è iniziata anni fa con i progetti di Omar Akbari, ricercatore di genetica presso l'Università della California, Riverside. In seguito si è trasferito alla UC San Diego e nel 2017 ha co-fondato Agragene. L'azienda ha acquistato la proprietà intellettuale dall'università nel 2019.
Nel 2022, l'azienda ha assunto Stephanie Gamez (che ha conseguito il dottorato lavorando ai progetti sotto Akbari) come direttore della ricerca e dello sviluppo e si è trasferita a St. Louis, dove lo spazio per i laboratori e gli insettari è meno costoso, ha dichiarato l'amministratore delegato Bryan Witherbee. È qui che vengono allevati gli insetti e spediti ad Adams in scatole di cartone che ne contengono 2.000 ciascuna.
L'intero sistema è progettato per terminare con uova non fecondate, in modo che i geni modificati muoiano quando muoiono gli insetti. Agragene vanta tre anni di dati che dimostrano il 100% di sterilità. Tutti i maschi nelle scatole sono completamente sterili; nessuno è mai riuscito accidentalmente a superare il processo senza essere modificato.
“Abbiamo fatto un sacco di lavoro per dimostrarlo”, ha detto Witherbee. “Non c'è modo che questi geni si trasmettano al resto del mondo”.
L'Agragene sta richiedendo al Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti, Animal and Plant Health Inspection Service, altri permessi per ripetere l'esperimento a Hood River e aggiungere altre località, ha detto Witherbee.
Immagini: Good Fruit Grower
Ross Courtney
Associate editor Good Fruit Grower
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