La scienza può salvare i nostri vini preferiti?
Chardonnay è tra i vini più apprezzati e riconoscibili al mondo. I geni dell'uva sono stati essenzialmente tramandati da una singola pianta nella Francia orientale secoli fa. Questa coerenza genetica può essere vista come una cosa positiva, poiché mantiene l'uva riconoscibile. Ma i suoi geni sono anche responsabili di come reagisce all'ambiente, compresi i parassiti e le malattie comuni a qualsiasi vigneto.
Uno di questi flagelli globali è quello che è noto come 'peronospora', un agente patogeno simile a un fungo che può marcire i frutti e spogliare le foglie di una pianta in modo che le sue uve non possano produrre abbastanza zucchero per fermentare in buon vino.
Nella regione nativa di una vite, la pianta potrebbe aver sviluppato una naturale resistenza alla peronospora e ad altre malattie. Ma quando i produttori di vino raccolgono antiche varietà in nuove regioni vinicole, le viti possono essere particolarmente vulnerabili alle piaghe locali.
Un esempio? New Jersey. Lo stato potrebbe non essere particolarmente noto per il vino, ma la produzione è aumentata negli ultimi anni. Uno dei problemi principali sono le estati calde e umide del New Jersey, una ricetta perfetta per il marciume.
Peter Oudemans, professore, Dipartimento di biologia e patologia vegetale, Rutgers University / Foto per gentile concessione della Rutgers University
'Ogni vigneto del New Jersey ha a che fare con la peronospora', afferma Peter Oudemans, patologo vegetale presso la Rutgers University. 'È una malattia comune e piuttosto devastante.'
Peronospora potrebbe anche peggiorare come il cambiamento climatico cambia regioni vinicole Intorno al mondo.
Per ora, sia gli agricoltori convenzionali che quelli biologici mantengono le loro viti libere dalle malattie attraverso una combinazione di pratiche come la potatura e i pesticidi.
Nel New Jersey, i viticoltori spruzzano fungicidi da 6 a 12 volte a stagione per controllare la peronospora, secondo il New Jersey Center for Wine Research and Education. Ma una nuova tecnica, CRISPR (abbreviazione di Clustered Regularly Interpaced Short Palindromic Repeats), può consentire agli scienziati di modificare i geni dello Chardonnay per renderli resistenti alla peronospora.
Ma c'è un'altra opzione. Ai fan dello Chardonnay potrebbe non piacere, ma perché non abbandonare l'uva e cercare nuove varietà locali?
'La mia speranza è che possiamo progettare internamente la pianta per ridurre l'infezione', afferma Rong Di, patologo vegetale e biologo molecolare presso Rutgers. Il suo team sta testando CRISPR su un vitigno chiamato Dijon Chardonnay 76. Il finanziamento del lavoro è l'Istituto nazionale di alimentazione e agricoltura, parte del Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti.
'Il fungo sarà sempre lì', dice Di. 'Ma se le piante possono [diventare] resistenti, non dobbiamo spruzzare così tanto.'
Ma i consumatori accetteranno una tecnologia nuova e talvolta controversa per salvare una vecchia tradizione? In caso contrario, qual è l'alternativa?
Primo piano della vite foglia di vite colpiti dalla peronospora ( Plasmopara viticola ) / Getty
Un'uva CRISPR
I geni sono un modello di base della vita, un codice che fornisce istruzioni su come apparirà e funzionerà un essere vivente. I geni sono anche ereditabili. Nell'allevamento tradizionale dell'uva, le uve vengono incrociate per assumere caratteristiche specifiche.
Ma l'allevamento tradizionale può essere uno slog. Razza per un tratto previsto e potresti perderne un altro vitale. Ad esempio, quando gli allevatori cercano di migliorare l'idoneità ambientale di un'uva, rischiano di cambiarne i sapori.
“Lo Chardonnay è molto apprezzato in tutto il mondo. Le persone sanno e riconoscono il sapore dello Chardonnay ', afferma Oudemans. 'Ora, se inizi a scherzare con lo Chardonnay in termini di allevamento convenzionale, cambierai il profilo di sapore e odore al punto che potrebbe non essere più uno Chardonnay.'
“I coltivatori e il mercato sono tutti condizionati ad accettare alcune varietà popolari: Merlot, Chardonnay, Cabernet. [Le mie uve] possono avere qualità che potrebbero essere simili alle varietà d'élite, ma queste sarebbero varietà completamente nuove '. —Bruce Reisch, genetista, Cornell University
CRISPR adotta un approccio radicalmente diverso. È un tipo di modifica genetica, spesso paragonato a un word processor biologico. Se i geni sono un codice, CRISPR consente agli scienziati di aggiungere, eliminare o sostituire piccoli pezzi di quel codice.
Di mira a utilizzare CRISPR per modificare i geni dello Chardonnay in modo che la vite resista alla peronospora, essenzialmente disattivando geni specifici per rendere più difficile per il fungo prendere possesso della pianta.
Cambiare le tradizioni?
I primi risultati di laboratorio di Di sono già disponibili, ma si tratta di esperimenti di prova su una pianta in fiore chiamata Arabidopsis , che è correlato alla senape. Gli scienziati usano l'Arabidopsis come modello di laboratorio, in parte perché è facile da coltivare indoor e ha un ciclo di vita rapido. Secondo Di, la versione CRISPR di queste piante 'ha mostrato resistenza' a un tipo di peronospora unico per questa specie.
Ci vorranno molti altri esperimenti per far funzionare l'uva CRISPR in laboratorio e nelle serre sperimentali. Ci vorrà ancora più tempo, se mai, prima che le uve arrivino ai vigneti del New Jersey. Oltre alle realtà tecniche e se i consumatori abbracciano la pratica, anche la tecnologia potrebbe trovarsi di fronte ostacoli normativi .
Ma c'è un'altra opzione. Ai fan dello Chardonnay potrebbe non piacere, ma perché non abbandonare l'uva e cercare nuove varietà locali?
Bruce Reisch, genetista e coltivatore di uva da vino alla Cornell University, sta facendo proprio questo.
Bruce Reisch impollina i fiori d'uva / Foto per gentile concessione della Cornell University
Il team di Reisch sta esaminando il DNA di uve da vino meno conosciute per trovare geni che forniscono una resistenza naturale alla peronospora e ad altre malattie. Quindi, gli scienziati hanno incrociato le uve resistenti con controparti note per creare una prole che sia gustosa e più facile da coltivare nella regione.
'I coltivatori e il mercato sono tutti condizionati ad accettare alcune varietà popolari: Merlot, Chardonnay, Cabernet', afferma Reisch. Le sue uve sono diverse. 'Possono avere qualità che potrebbero essere simili alle varietà d'élite, ma queste sarebbero varietà completamente nuove'.
Trovare un mercato per queste uve sconosciute può essere una sfida. Gli acquirenti di vino possono passare sopra qualcosa di nuovo. Ma Reisch dice che ne vale la pena. La maggior parte delle uve popolari di oggi sono cugine strette, suscettibili alle malattie e difficili da coltivare senza pesticidi.
Una maggiore diversità genetica renderebbe il bestiame più sano, afferma Reisch, che è vantaggioso per la viticoltura a lungo termine.
È un OGM?
Come la maggior parte degli scienziati che lavorano con CRISPR, Di sostiene che il suo lavoro non ha nulla a che fare con gli organismi geneticamente modificati (OGM), un termine impantanato in controversia.
Mentre il significato di Gli OGM non sono sempre chiari , di solito si riferisce a una tecnica che prende le informazioni genetiche da una specie e le inserisce nel DNA di una completamente diversa.
In un certo senso, CRISPR può essere molto diverso da queste vecchie tecniche OGM perché consente cambiamenti genetici più raffinati.
Alcuni degli OGM più comuni vengono modificati con geni che producono tossine batteriche, che uccidono insetti nocivi specifici, o geni che rendono le colture tolleranti al glifosato erbicida, noto anche come Roundup.
In un certo senso, CRISPR può essere molto diverso da queste vecchie tecniche OGM perché consente cambiamenti genetici più raffinati. Invece di inserire un pezzo di codice genetico da un'altra specie, CRISPR può cambiare solo un piccolo pezzo di codice all'interno della pianta mirata.
Ma mentre CRISPR consente modifiche minori, potrebbe comunque essere utilizzato per apportarne di più drastiche. Ciò include l'inserimento di geni di altre specie, afferma Jennifer Kuzma, professoressa di scienze e politiche tecnologiche e co-direttrice del Genetic Engineering and Society Center presso la North Carolina State University.
'Non credo che si possa generalizzare sull'editing genetico o CRISPR', dice.
I sostenitori di CRISPR tendono a concentrarsi sui modi più sottili con cui può cambiare una pianta, mentre quelli che si oppongono al cibo biotech sottolineano le possibilità più drastiche.
'La verità è una via di mezzo', dice Kuzma. 'E dipende dall'applicazione.'
Il lavoro di Di comporta modifiche relativamente piccole, una decisione consapevole per evitare controversie.
'Ci sono preoccupazioni sociali per gli OGM', dice. 'Il dibattito è già lì.'
