L'allestimento di colture cerealicole per scopi terapeutici
Le colture cerealicole geneticamente modificate sono state concepite per perfezionare determinati tratti, ad esempio la resistenza agli erbicidi o il miglioramento del contenuto nutritivo. L'integrazione del DNA tramite ricombinazione omologa (gene targeting) è il processo principale di modifica delle piante, che avviene tramite l'introduzione di geni in un determinato sito del genoma bersaglio; si tratta di uno strumento di ingegneria genetica estremamente potente che implica la distruzione, la modifica o la sostituzione di un gene specifico. Il gene targeting nelle piante è la tecnologia emergente per la produzione di proteine terapeutiche; gli attuali metodi di espressione e inserzione genica, infatti, sono caratterizzati da scarsa precisione e comportano la perdita del gene introdotto o la graduale riduzione dell'espressione genica, per cui il perfezionamento di queste tecnologie è di primaria importanza, specialmente quando occorrono elevati livelli di espressione, come nel caso della produzione di proteine terapeutiche. Il progetto TAGIP ("Targeted gene integration in plants: vectors, mechanisms and applications for protein production") era finalizzato allo sviluppo di metodi efficaci di espressione genica e integrazione di DNA bersaglio nelle piante. L'integrazione casuale dei geni spesso tende al silenziamento; per risolvere questo problema, i membri del progetto hanno adoperato la tecnologia delle endonucleasi a dito di zinco, che introducono rotture della doppia elica di DNA nel genoma bersaglio, e hanno utilizzato l'enzima I-SceI per poter introdurre i geni nel genoma dell'Arabidopsis, un modello di pianta; in tal modo, è stato possibile studiare i meccanismi di ricombinazione del DNA, di riparazione del DNA e di gene targeting nelle piante. Il team, inoltre, ha approntato un sistema per l'espressione genica controllata e specifica che utilizza geni che influiscono sulla struttura cromatinica del DNA. I risultati del progetto hanno fornito notevoli contributi alle conoscenze basilari dei meccanismi che controllano la metilazione, la riparazione e la ricombinazione del DNA nelle piante, e grazie a questi progressi effettuati nelle tecnologie di gene targeting, la biotecnologia delle piante diventerà un'alternativa alla farmacologia tradizionale.
