Xi-jun Yin
Questi maiali carnosi potrebbero diventare i primi animali geneticamente modificati ad essere approvati per il consumo umano.
I bovini blu belgi sono animali massicci che forniscono quantità insolitamente grandi di tagli di carne pregiata e magra, il risultato di decenni di allevamento selettivo. Ora, un team di scienziati della Corea del Sud e della Cina dice di aver creato l’equivalente suino utilizzando un metodo molto più veloce.
Questi maiali “a doppio muscolo” sono fatti interrompendo, o modificando, un singolo gene – un cambiamento che è molto meno drammatico di quelli fatti nella modifica genetica convenzionale, in cui i geni di una specie sono trapiantati in un altro. Di conseguenza, i loro creatori sperano che i regolatori assumano una posizione indulgente verso i maiali – e che la razza potrebbe essere tra i primi animali geneticamente modificati ad essere approvati per il consumo umano.
Jin-Soo Kim, un biologo molecolare della Seoul National University che sta conducendo il lavoro, sostiene che le sue modifiche genetiche semplicemente accelerano un processo che potrebbe, almeno in linea di principio, avvenire attraverso un percorso più naturale. “Potremmo farlo attraverso l’allevamento”, dice, “ma poi ci vorrebbero decenni”.
Nessun animale geneticamente modificato è stato approvato per il consumo umano in tutto il mondo, a causa dei timori di effetti ambientali e sanitari negativi. Il salmone atlantico transgenico a crescita rapida ha languito in un limbo normativo per 20 anni con la Food and Drug Administration degli Stati Uniti (vedi Nature 497, 17-18; 2013).
Kim e i suoi colleghi fanno parte di un gruppo crescente di ricercatori che sperano che il gene editing, che può essere utilizzato per disabilitare – o knock out – un singolo gene, eviterà questo. Rapporti di applicazioni di gene-editing in agricoltura includono la creazione di bovini senza corna. (Le corna rendono gli animali difficili da maneggiare e sono attualmente bruciati in una procedura dolorosa). I ricercatori hanno anche ingegnerizzato maiali che sono immuni al virus della peste suina africana.
Speciale Natura: CRISPR
La chiave per creare i maiali con doppio muscolo è una mutazione nel gene della miostatina (MSTN). MSTN inibisce la crescita delle cellule muscolari, mantenendo la dimensione del muscolo sotto controllo. Ma in alcuni bovini, cani ed esseri umani, MSTN è interrotto e le cellule muscolari proliferano, creando una massa anormale di fibre muscolari.
Per introdurre questa mutazione nei maiali, Kim ha usato una tecnologia di gene-editing chiamata TALEN, che consiste in un enzima di taglio del DNA collegato a una proteina legante il DNA. La proteina guida l’enzima di taglio a un gene specifico all’interno delle cellule, in questo caso a MSTN, che poi taglia. Il sistema di riparazione naturale della cellula ricuce il DNA, ma alcune coppie di basi sono spesso cancellate o aggiunte nel processo, rendendo il gene disfunzionale.
Il team ha modificato le cellule fetali di maiale. Dopo aver selezionato una cellula modificata in cui TALEN aveva eliminato entrambe le copie del gene MSTN, il collaboratore di Kim, Xi-jun Yin, un ricercatore di clonazione animale presso l’Università di Yanbian a Yanji, in Cina, lo ha trasferito in una cellula uovo, e ha creato 32 maialini clonati.
Kim e il suo team non hanno ancora pubblicato i loro risultati. Tuttavia, le fotografie dei maiali “mostrano il fenotipo tipico” di animali con doppio muscolo, dice Heiner Niemann, un pioniere nell’uso di strumenti di gene-editing nei maiali che è al Friedrich Loeffler Institute di Neustadt, Germania. In particolare, egli nota, hanno i muscoli posteriori pronunciati che sono tipici di tali animali.
Yin dice che le indagini preliminari, mostrano che i maiali forniscono molti dei benefici della mucca a doppio muscolo – come la carne più magra e una maggiore resa di carne per animale. Tuttavia, condividono anche alcuni dei suoi problemi. Le difficoltà di parto derivano dalle grandi dimensioni dei maialini, per esempio. E solo 13 dei 32 sono vissuti fino a 8 mesi. Di questi, due sono ancora vivi, dice Yin, e solo uno è considerato sano.
Piuttosto che cercare di creare carne da questi maiali, Kim e Yin progettano di usarli per fornire sperma che verrebbe venduto agli agricoltori per la riproduzione con maiali normali. La prole risultante, con un gene MSTN interrotto e uno normale, sarebbe più sano, anche se meno muscoloso, dicono; il team sta ora facendo lo stesso esperimento con un altro, più recente tecnologia di gene-editing chiamato CRISPR/Cas9. Lo scorso settembre, i ricercatori hanno riferito di aver utilizzato un diverso metodo di editing genico per sviluppare nuove razze di mucche a doppio muscolo e pecore a doppio muscolo (C. Proudfoot et al. Transg. Res. 24, 147-153; 2015).
Perché l’editing genico è un fenomeno relativamente nuovo, i paesi hanno appena iniziato a considerare come regolarlo in piante e animali agricoli. Ci sono alcuni segni che le agenzie governative lo vedranno con più indulgenza rispetto alle forme convenzionali di modifica genetica: i regolatori negli Stati Uniti e in Germania hanno già dichiarato che alcune colture modificate geneticamente non rientrano nella loro sfera di competenza perché nessun nuovo DNA è stato incorporato nel genoma. Ma Tetsuya Ishii, che studia la regolamentazione internazionale delle biotecnologie presso l’Università di Hokkaido a Sapporo, in Giappone, e che ha fatto un confronto internazionale sui regolamenti GM, dice che l’editing genico solleverà un allarme crescente come progredisce negli animali.
Kim spera di commercializzare lo sperma di maiale modificato agli agricoltori in Cina, dove la domanda di carne di maiale è in aumento. Il clima normativo potrebbe favorire il suo piano. La Cina sta investendo molto nell’editing genico e storicamente ha un sistema di regolamentazione lassista, dice Ishii. I regolatori saranno cauti, dice, ma alcuni potrebbero esentare l’ingegneria genetica che non comporta il trasferimento di geni da regolamenti rigorosi. “Penso che la Cina andrà per prima”, dice Kim.