La pianta coltivata ideale è gustosa e ad alto rendimento, oltre che resistente a malattie e parassiti. Ma se i geni corrispondenti si trovano molto distanti sul cromosoma, alcuni di questi tratti positivi potrebbero andare persi nel processo di selezione. Per garantire che tutti i tratti positivi vengano trasmessi insieme, i ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno utilizzato le forbici molecolari CRISPR/Cas per invertire e disattivare geneticamente il nove decimo cromosoma di Arabidopsis, riferisce Portale Phys.org. I tratti codificati in questa parte del cromosoma diventano "invisibili" allo scambio genetico e quindi possono essere trasmessi inalterati.
Modifica, inserimento o soppressione mirati geni nelle piante è possibile utilizzare le forbici molecolari CRISPR/Cas. Questo metodo può essere utilizzato per aumentare la resistenza delle piante a parassiti, malattie o impatto ambientale ambiente.
"Negli ultimi anni, per la prima volta, siamo stati in grado di utilizzare CRISPR/Cas non solo per modificare i geni, ma anche per cambiare la struttura dei cromosomi", afferma il Prof. Holger Puchta, che ha studiato le forbici genetiche con il suo team presso il China Botanical Institute per 30 anni.
Ora i ricercatori sono stati in grado di prevenire scambio genetico, che di solito fa parte del processo ereditario, ma può interrompere le relazioni tra i tratti. Finora, se i tratti delle piante dovevano essere trasmessi insieme, i geni per quei tratti dovevano essere vicini tra loro sullo stesso cromosoma. Se tali geni sono più distanti, di solito si separano durante l'ereditarietà, quindi un tratto benefico può essere perso nel processo di selezione.
Nella loro ricerca, gli scienziati hanno seguito l'esempio della natura. “Le inversioni, una sorta di invisibilità genetica, si verificano spesso anche su scala ridotta nelle piante selvatiche e coltivate. Abbiamo imparato lezioni dalla natura, applicato e ampliato le nostre conoscenze processo naturale', dice Puchta.
In collaborazione con il Prof. Andreas Huben dell'Istituto di genetica vegetale e ricerca sulle piante coltivate. Leibniz (IPK) Puchta e il suo team hanno capovolto nove decimi dei cromosomi in un organismo modello, Arabidopsis thaliana. Solo alle estremità dei cromosomi i geni conservavano la loro sequenza originale. "Con questi frammenti, il cromosoma può essere trasmesso alla generazione successiva proprio come gli altri cromosomi e non essere completamente perso", afferma Puchta.
Per una coltivazione efficace delle colture agricole, è importante combinare il maggior numero possibile di caratteristiche favorevoli in una pianta. “Naturalmente, i coltivatori di piante vogliono che i loro prodotti siano deliziosi, contengano quante più vitamine possibile e anche resistenti alle malattie. Con il nostro metodo, possiamo semplificarlo in futuro", afferma Puchta.