Per la prima volta, i ricercatori hanno dimostrato con successo l’editing genico di precisione nel Miscanthus, una coltura perenne promettente per la produzione di bioenergia sostenibile. Un team del Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI), un centro di ricerca sulle bioenergie (BRC) finanziato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, ha modificato i genomi di tre specie di miscanto utilizzando CRISPR/Cas9, un metodo molto più mirato ed efficiente, rispetto ai metodi precedenti per sviluppare nuove varietà. I risultati accelereranno gli sforzi per sfruttare l’enorme potenziale di questa erba altamente produttiva, ma geneticamente complessa, come fonte di biocarburanti, bioprodotti rinnovabili e sequestro del carbonio. Lo studio, pubblicato su Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, è stato condotto da tre ricercatori del CABBI miscanthus presso l’HudsonAlpha Institute for Biotechnology in Alabama. Il genoma del miscanto è stato sequenziato già nel 2020. Quel lavoro ha fornito una mappa per i ricercatori, che stanno esplorando nuovi modi per massimizzare la produttività della pianta e decifrare le basi genetiche dei suoi tratti desiderabili. Il Miscanthus è estremamente adattabile e facile da coltivare. Può crescere in terreni marginali, richiede una fertilizzazione limitata, ha un’elevata tolleranza alla siccità e alle basse temperature e utilizza la forma più efficiente di fotosintesi C4. La fotosintesi C4 è, insieme alla fotosintesi CAM, un adattamento adottato da alcune specie di piante, viventi in climi aridi, per risparmiare acqua nella fase di fissazione del carbonio. Finora, gli sforzi per migliorare geneticamente il miscanto si sono concentrati sulla trasformazione delle piante introducendo geni esterni in punti casuali del loro genoma, piuttosto che puntare a siti specifici o modificare geni esistenti. Il team del CABBI ha sviluppato procedure di editing genico utilizzando CRISPR/Cas9 che consentiranno ai ricercatori di indirizzare selettivamente i geni esistenti all’interno delle piante di miscanto per eliminare o modificare la loro funzione e introdurre nuovi geni in punti precisi. Questa capacità di targeting rappresenta una nuova via per il miglioramento genetico di questa importante coltura.
Il lavoro rafforza la missione del CABBI di sviluppare una produzione sostenibile di bioenergia e di ingegnerizzare materie prime selezionate (miscanto, sorgo e canna da zucchero) per produrre nuovi bioprodotti, come oli e sostanze chimiche speciali. Prima di questo studio, il lavoro di bioingegneria era limitato al sorgo e alla canna da zucchero, perché non erano stati sviluppati i metodi per un’ingegneria precisa nel miscanto.”Questa ricerca ci aiuta ad avvicinarci di qualche passo alla riduzione della nostra dipendenza dall’energia derivata dal petrolio”, affermano i ricercatori.
