1. Definire gli organismi geneticamente modificati (OGM) come organismi transgenici, spiegare come gli scienziati hanno utilizzato tecniche di ingegneria genetica per produrli e fornire alcuni esempi.
2. Spiegare perché i transgeni negli alimenti geneticamente modificati sono sicuri per il consumo umano.
3. Applica le tue conoscenze sulla riproduzione delle piante per spiegare come gli OGM potrebbero ipoteticamente rilasciare transgeni nelle popolazioni selvatiche e fornire alcuni esempi dei rischi noti per la diffusione del transgene.
4. Elencare diverse applicazioni e usi per la modificazione genetica che direttamente beneficio o danneggiare gli esseri umani, altre specie, e/o l’ambiente.

Gli organismi transgenici contengono uno o più geni di un altro organismo (non ereditati)

Gli organismi geneticamente modificati (OGM) sono più precisamente chiamati organismi transgenici dove trans significa sopra o dall’altro.”Un transgene è un gene che viene dall’esterno del genoma. I batteri acquisiscono transgeni naturalmente tutto il tempo attraverso il trasferimento genico orizzontale. Tuttavia, l’uso preciso di transgene si riferisce a un gene inserito in un genoma con mezzi artificiali. Gli scienziati possono farlo in modo molto preciso ora, che è il modo in cui produciamo insulina per i diabetici, come impediamo la suscettibilità delle specie vegetali agli insetti o ai funghi o persino di morire per gli erbicidi.

Abbiamo imparato in classe l’ultima volta come gli scienziati usano la trasformazione per ingegnerizzare geneticamente il genoma desiderato, quindi clonando milioni di copie usando la clonazione molecolare nei batteri. Quella tecnica di laboratorio può funzionare quando il risultato desiderato è quello di produrre un sacco di una proteina specifica, come l’insulina, in un ambiente di laboratorio controllato. Quindi, come applichiamo questa idea alle colture che devono sopravvivere e prosperare nell’ambiente naturale, come in un campo di cotone? I transgeni possono consentire a una pianta di cotone di esprimere geni per una tossina che impedisce all’insetto bollworm rosa di sopravvivere, ma quel gene non sarebbe molto utile in un laboratorio in cui i vermi boll non si avventurano mai. Invece, il gene deve essere trasferito nella pianta stessa in modo che possa funzionare nell’ambiente in cui si trovano gli insetti.

La tecnica più comune per spostare il transgene, o gene di interesse, in un organismo multicellulare è quella di utilizzare un agente patogeno vegetale chiamato Agrobacterium, un batterio che può invadere una pianta danneggiata attraverso il suolo (Showalter et al 2009 J Insect Sci. 9:22). Inserire un plasmide con il gene di interesse in Agrobacterium, lasciare che l’Agrobacterium infettare una pianta, e quindi il gene di interesse può integrare nel genoma della cellula vegetale infetta. I ricercatori schermano le piante per la presenza del gene di interesse, quindi allevano le piante con il gene per aumentare la frequenza del transgene e renderlo omozigote.

Guarda la spiegazione di Hank Green sul perché gli organismi transgenici non sono male:

I transgenici negli alimenti geneticamente modificati sono sicuri per il consumo umano

Quindi, hai comprato un nuovo paio di jeans e li ami. Li indossi ogni giorno even ci dormi anche dentro. Sono stati fatti con cotone transgenico, quindi la tua pelle, l’organo più grande del tuo corpo, è in costante contatto con le fibre transgeniche del cotone. Dovresti essere preoccupato di assorbire la tossina del bollworm dal cotone attraverso la pelle e di essere avvelenato da esso? La risposta è no, ed ecco perché:

1. Il cotone è tessuto vegetale morto. Le sue cellule non esprimono più geni, incluso quel transgene tossico.
2. Il transgene era tossico per le larve di bollworm, non per i mammiferi.

Va bene, quindi il cotone transgenico che indossi non può farti del male. Ma che dire del cibo transgenico che mangiamo, come pomodori, soia o mais? La maggior parte del mais e della soia coltivati negli Stati Uniti è transgenica. Perché non dovremmo preoccuparci di mangiare piante transgeniche (rispetto a non transgeniche)?

1. Come con il cotone, il DNA vegetale alimentare e i transgeni in esso contenuti sono nelle cellule vegetali, che sono morte nel momento in cui raggiungono il tuo tavolo, molto meno entrano nel tuo sistema digestivo. Non hanno la capacità di esprimersi, e le proteine quei geni fanno non sono dannosi per i mammiferi.
2. Il tuo corpo assorbe sostanze nutritive (vitamine, minerali) e zuccheri dal cibo nell’intestino. La materia vegetale stessa, incluso il DNA, rimane “all’esterno” del tuo corpo, perché il sistema digestivo è fondamentalmente solo un lungo tubo che attraversa il tuo corpo ma non si collega mai all’interno. Ha solo due aperture, la bocca e l’ano, ed entrambe vanno all’esterno del corpo.

In che modo i transgeni influenzano l’ambiente?

I transgeni nelle specie di colture fertili potrebbero ibridarsi in parenti vicini di quelle piante coltivate. Ad esempio, il mais può ibridarsi con teosinte selvatico, colza (coltivata per olio di colza) può accoppiarsi con piante di colza selvatica, ecc. Quindi gli OGM possono ipoteticamente rilasciare transgeni nelle popolazioni selvatiche. L’ibridazione di un transgene per tossina insetticida o di resistenza agli erbicidi potrebbe distruggere una popolazione di insetti o rendere le erbacce non uccidibili. Mentre i ricercatori hanno prove che alcuni transgeni sono fuggiti in natura, in particolare per la colza, che è una coltura che è ancora coltivata dove i suoi parenti naturali vivono nelle vicinanze. Il risultato immediato non sembra essere super erbacce o perdita di popolazioni di insetti. Tuttavia, potremmo non avere ancora dati sufficienti per sapere quali sono le implicazioni a lungo termine.

Un altro tipo di impatto ambientale si verifica quando la coltura transgenica è progettata per sopravvivere agli erbicidi come il Roundup di Monsanto. Le colture vegetali che sono transgenicamente resistenti agli erbicidi, possono essere trattate con erbicidi per uccidere le erbacce che competono con loro per i nutrienti e l’acqua. L’erbicida in eccesso si trova quindi nel terreno e scappa nell’ambiente circostante. Qual è l’emivita dei prodotti chimici erbicidi? Quali altre specie danneggiano oltre alle erbacce mirate?

Infine, scarica e leggi questo sguardo scientifico su Colture geneticamente modificate: esperienze e prospettive, pubblicato nel 2016 dalle Accademie nazionali di Scienze, Ingegneria e Medicina. (Le Accademie Nazionali comprendono esperti in questi campi e include nel suo elenco oltre 300 vincitori del premio Nobel.)

In classe, discuteremo le idee di cui sopra e aggiungere biorisanamento da organismi transgenici nel mix.