Poate știința să ne salveze vinurile preferate?
Chardonnay este printre cele mai populare și recunoscute vinuri din lume. Genele strugurilor au fost transmise în esență de la o singură plantă din estul Franței cu secole în urmă. Această consistență genetică poate fi văzută ca un lucru bun, deoarece păstrează strugurii recunoscători. Dar genele sale sunt, de asemenea, responsabile de modul în care reacționează la mediu, inclusiv dăunătorii și bolile comune oricărei vie.
Un astfel de flagel global este ceea ce este cunoscut sub numele de „mucegai”, un agent patogen asemănător unei ciuperci care poate putrezi fructele și dezbrăca frunzele unei plante, astfel încât strugurii săi nu pot produce suficient zahăr pentru a fermenta în vin bun.
În regiunea nativă a viței de vie, planta poate să fi dezvoltat o rezistență naturală la mucegaiul și alte boli. Însă, atunci când vinificatorii pun în picioare soiuri străvechi în noile regiuni viticole, viile de vie pot fi deosebit de vulnerabile la ciumele locale.
Un exemplu? New Jersey. Este posibil ca statul să nu fie cunoscut în special pentru vin, dar producția a crescut în ultimii ani. O problemă majoră este verile fierbinți și umede din New Jersey, o rețetă perfectă pentru putregai.
Peter Oudemans, profesor, Departamentul de biologie și patologie a plantelor, Universitatea Rutgers / Fotografie prin amabilitatea Universității Rutgers
„Fiecare podgorie din New Jersey are de-a face cu mucegaiul pufos”, spune Peter Oudemans, un patolog al plantelor de la Universitatea Rutgers. „Este o boală frecventă și destul de devastatoare”.
Mucegaiul pufos se poate agrava și mai mult la fel de schimbările climatice se modifică regiunile viticole in jurul lumii.
Deocamdată, atât fermierii convenționali, cât și cei organici își păstrează viile fără boală printr-o combinație de practici precum tăierea și pesticidele.
În New Jersey, viticultorii pulverizează fungicide de 6 până la 12 ori pe sezon pentru a controla mucegaiul, potrivit Centrului pentru Cercetare și Educație a Vinului din New Jersey. Dar o tehnică nouă, CRISPR (prescurtare pentru Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats), poate permite oamenilor de știință să modifice genele Chardonnay pentru a deveni rezistente la mucegaiul pufos.
Dar există o altă opțiune. Fanii Chardonnay s-ar putea să nu le placă, dar de ce să nu renunțăm la struguri și să căutăm noi soiuri locale?
„Speranța mea este că putem proiecta planta intern pentru a reduce infecția”, spune Rong Di, un patolog al plantelor și biolog molecular la Rutgers. Echipa ei testează CRISPR pe un soi de struguri numit Dijon Chardonnay 76. Finanțarea lucrării este Institutul Național de Alimentație și Agricultură, care face parte din Departamentul Agriculturii din SUA.
„Ciuperca va fi mereu acolo”, spune Di. „Dar dacă plantele pot [deveni] rezistente, nu trebuie să pulverizăm atât de mult.”
Dar vor accepta consumatorii o tehnologie nouă și uneori controversată pentru a salva o tradiție veche? Dacă nu, care este alternativa?
Closeup de frunze de struguri de viță de vie afectate de mucegai pufos ( Plasmopara viticola ) / Getty
Un strugure CRISPR
Genele sunt un plan de bază al vieții, un cod care oferă instrucțiuni despre cum va arăta și va funcționa o ființă vie. Genele sunt, de asemenea, moștenitoare. În creșterea tradițională a strugurilor, strugurii sunt încrucișați pentru a prelua caracteristici specifice.
Însă reproducerea tradițională poate fi o slogană. Rasați pentru o trăsătură intenționată și ați putea pierde alta vitală. De exemplu, atunci când crescătorii încearcă să îmbunătățească condiția de mediu a strugurilor, riscă să-i schimbe aromele.
„Chardonnay este foarte apreciat la nivel mondial. Oamenii știu și recunosc la ce gust are Chardonnay ”, spune Oudemans. „Acum, dacă începeți să vă lăsați cu Chardonnay în ceea ce privește creșterea convențională, veți schimba aroma și profilul mirosului până la un punct care ar putea să nu mai fie un Chardonnay.”
„Producătorii și piața sunt condiționate să accepte anumite soiuri populare - Merlot, Chardonnay, Cabernet. [Strugurii mei] pot avea calități care ar putea fi similare soiurilor de elită, dar acestea ar fi soiuri complet noi. ” —Bruce Reisch, genetician, Universitatea Cornell
CRISPR adoptă o abordare radical diferită. Este un tip de editare genică, adesea comparat cu un procesor de text biologic. Dacă genele sunt un cod, atunci CRISPR le permite oamenilor de știință să adauge, să șteargă sau să înlocuiască bucăți mici din acel cod.
Di își propune să utilizeze CRISPR pentru a edita genele Chardonnay, astfel încât vița de vie să reziste la mucegaiul, oprind în esență gene specifice pentru a face ca ciuperca să prindă mai greu planta.
Tradiții în schimbare?
Primele rezultate de laborator ale lui Di se desfășoară deja, dar acestea sunt experimente de dovadă de concept pe o plantă cu flori numită Arabidopsis , care este legat de muștar. Oamenii de știință folosesc Arabidopsis ca model de laborator, în parte pentru că este ușor să crească în interior și are un ciclu de viață rapid. Potrivit lui Di, versiunea CRISPR a acestor plante „a arătat rezistență” la un tip de mucegai unic pentru această specie.
Va fi nevoie de multe alte experimente pentru ca strugurii CRISPR să lucreze în laborator și în sere experimentale. Va dura chiar mai mult, dacă va fi vreodată, până când strugurii vor ajunge la podgoriile din New Jersey. Pe lângă realitățile tehnice și dacă consumatorii acceptă practica, tehnologia se poate confrunta și cu aceasta obstacole de reglementare .
Dar există o altă opțiune. Fanii Chardonnay s-ar putea să nu le placă, dar de ce să nu renunțăm la struguri și să căutăm noi soiuri locale?
Bruce Reisch, genetician și crescător de struguri de viță de vie la Universitatea Cornell, face exact asta.
Bruce Reisch polenizează flori de struguri / Fotografie prin amabilitatea Universității Cornell
Echipa Reisch examinează ADN-ul strugurilor de vin mai puțin cunoscuți pentru a găsi gene care să ofere rezistență naturală la mucegaiul și alte boli. Apoi, oamenii de știință au încrucișat strugurii rezistenți cu omologi cunoscuți pentru a crea descendenți care sunt atât gustoși, cât și mai ușor de cultivat în regiune.
„Producătorii și piața sunt condiționate să accepte anumite soiuri populare - Merlot, Chardonnay, Cabernet”, spune Reisch. Strugurii lui sunt diferiți. „Pot avea calități care ar putea fi similare soiurilor de elită, dar acestea ar fi soiuri complet noi.”
Găsirea unei piețe pentru acești struguri necunoscuți poate fi o provocare. Cumpărătorii de vin pot trece peste ceva nou. Dar Reisch spune că merită. Majoritatea strugurilor populari de astăzi sunt veri apropiați, susceptibili la boli și greu de crescut fără pesticide.
Mai multă diversitate genetică ar face un stoc mai sănătos, spune Reisch, care este benefic pentru viticultură pe termen lung.
Este un OMG?
La fel ca majoritatea oamenilor de știință care lucrează cu CRISPR, Di susține că munca ei nu are nicio legătură cu organismele modificate genetic (OMG-uri), un termen înconjurat de controverse.
În timp ce sensul OMG-urile nu sunt întotdeauna clare , se referă de obicei la o tehnică care preia informații genetice de la o specie și le introduce în ADN-ul cu totul diferit.
În anumite privințe, CRISPR poate fi foarte diferit de aceste tehnici mai vechi ale OMG-urilor, deoarece permite modificări genetice mai rafinate.
Unele dintre cele mai frecvente OMG-uri sunt modificate cu gene care produc toxine bacteriene, care ucid dăunători specifici de insecte, sau gene care fac culturile tolerante la erbicidul glifosat, cunoscut și sub numele de Roundup.
În anumite privințe, CRISPR poate fi foarte diferit de aceste tehnici mai vechi ale OMG-urilor, deoarece permite modificări genetice mai rafinate. În loc să insereze o bucată de cod genetic de la o altă specie, CRISPR poate schimba doar un pic de cod în cadrul plantei vizate.
Dar, deși CRISPR permite modificări mai mici, acesta ar putea fi totuși folosit pentru a face modificări mai drastice. Aceasta include inserarea de gene de la alte specii, spune Jennifer Kuzma, profesor de știință și politică tehnologică și codirector al Centrului de inginerie genetică și societate de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord.
„Nu cred că puteți generaliza în legătură cu editarea genelor sau CRISPR”, spune ea.
Susținătorii CRISPR tind să se concentreze asupra modurilor mai subtile în care poate schimba o plantă, în timp ce cei care se opun alimentelor biotehnologice subliniază posibilitățile mai drastice.
„Adevărul este undeva la mijloc”, spune Kuzma. „Și depinde de aplicație.”
Munca lui Di implică modificări relativ mici, o decizie conștientă pentru a evita controversele.
„Există preocupări sociale pentru OMG-uri”, spune ea. „Dezbaterea este deja acolo.”
