MarContracţia unui vierme mititel a fost greu vizibilă, dar odată cu acest tremur neînsemnat ştiinţa a făcut un salt uriaş. Un salt suficient de mare pentru a conduce la obţinerea unui Premiu Nobel, care ar deschide calea spre obţinerea unor mere care nu se vor colora în maro când sunt tăiate.

 

 

 

La fel, va putea fi obţinută o ceapă care să nu ne facă să lăcrimăm sau seminţe de bumbac pe care să le putem mânca şi, mai mult, o serie de boli vor putea fi tratate.


În anul 2006, Premiul Nobel pentru Fiziologie şi Medicină a fost acordat profesorilor Andrew Fire de la Universitatea Stanford şi Craig Mello de la Universitatea din Massachusetts,  pentru descoperirea  "interferenţei ARN" şi a rolului  său în "blocarea genelor".

Genele sunt acele segmente ale ADN-ului - "molecula matriţă a vieţii" - care vorbesc, dar nu folosind cuvinte. Limba lor este exprimată în molecule, în special cele cunoscute sub numele de "ARN mesager" sau "mRNA". Mesajul pe care îl transportă este un set de instrucţiuni necesare pentru construirea  proteinelor.

Tot ce înseamnă viaţă înseamnă proteine. Pe lângă faptul că acestea sunt elemente constitutive ale ţesuturilor noastre, ele formează anticorpi care ne protejează de boli, receptori care permit celulelor să comunice una cu cealaltă şi enzime care catalizează aproape orice reacţie care are loc în organismul nostru. Dar cum ştiu celulele ce proteine să facă? Aici intervin cele 30.000 de gene dispersate de-a lungul catenelor de ADN. Fiecare genă deţine instrucţiunile pentru a face o proteină specială, dar problema este că proteinele sunt sintetizate, nu la nivelul nucleului, ci la nivelul citoplasmei unei celule. Cum ajunge atunci mesajul provenit de la ADN-ul aflat în nucleu la mecanismul producător de proteine aflat în citoplasmă? Prin intermediul "ARN-ului mesager", adecvat denumit astfel. Dacă acest proces este perturbat, proteina care este codată de genă pentru nu este creată şi gena este inactivată.



Acum, să revenim la viermii noştri nematozi mici. Unele dintre aceste creaturi fac mişcări de contracţie din cauza lipsei unei proteine necesare pentru ca funcţia musculară să fie corespunzătoare, ca urmare a faptului că au o genă nefuncţională. Descoperirea realizată de Fire şi Mello a implicat determinarea viermilor normali  să aibă o contracţie prin "blocarea" genei, cu ajutorul  injectării unui tip special de ARN (ARN dublu catenar). Se pare că, dacă acest ARN făcut la comandă se potriveşte cu codul genetic al unui ARN mesager specific, îl va inactiva pe acesta, practin inactivând gena care a declanşat formarea acelui ARN mesager special.

Cercetările ulterioare au arătat că acest mecanism care interferează cu ARN-ul poate fi activat într-un alt mod, fără să fie necesară introducerea de ARN dublu catenar din exterior. Uneori, pentru buna funcţionare a organismului nostru, sinteza unor proteine trebuie să fie suprimată, ceea ce presupune inactivarea unor gene. Celulele realizează acest lucru prin creerea de ARN dublu catenar cu ajutorul unui intermediar cunoscut sub numele de micro-ARN, care la rândul său este sintetizat cu ajutorul  instrucţiunilor codificate în celulele ADN-ului. Cu alte cuvinte, ADN-ul conţine gene care pot inactiva alte gene prin interferenţa ARN.

Acum, dând la o parte aspectele teoretice dificile, să trecem la lucruri  practice. Lumea nu are nevoie să remedieze problemele musculare ale viermilor, dar ne-ar prinde bine să putem  produce mere care nu dobândesc o nuanţă maronie. La prima vedere acest lucru ar putea părea ca o aplicaţie frivolă a procesului de interferenţă ARN, dar lucrurile nu sunt  neapărat  aşa. O companie canadiană de biotehnologie, Okanagan Speciality Fruits (OSF), a creat un măr care nu se oxidează atunci când este tăiat sau lovit, prin inactivarea unei gene care codează o enzimă cunoscută sub numele de polifenoloxidază (PFO).

Atunci când celulele mărului sunt fracţionate prin deteriorare, retezare sau muşcare, polifenoloxidaza şi oxigenul din aer se combină cu fenoli aflaţi în mod natural în măr pentru a declanşa o reacţie chimică care formează melanina, o substanţă maro, despre care se consideră că protejează merele de atacul microbilor. Dar virarea culorii în maro nu este apetisantă şi conduce la aruncarea merelor. Modul tradiţional de a preveni astfel de oxidare este cu ajutorul lămâii sau a sucului de ananas, a căror aciditate inactivează polifenoloxidaza. Feliile de mere ambalate pentru consumul larg de obicei sunt înmuiate într-o soluţie de antioxidant de ascorbat de calciu. Merele modificate genetic care nu devin maro nu ar necesita nici un tratament. Mai mult chiar, feliile de mere care nu dobândesc o nuanţă maro ar evita reacţia de respingere pe care cumpărătorii o au şi de ar constitui un plus de sănătate care s-ar regăsi în prânzul copiilor. Orice metodă care face posibil un consum mai mare de mere este atractivă.

Modul exact în care "mărul Arctic", aşa cum va fi cunoscut el, este modificat genetic, constituie informaţie brevetată, dar acest lucru se realizează prin interferenţa ARN. În continuare regăsiţi un mod posibil. Unele mere conţin în mod natural polifenoloxidază deoarece exprimă o genă care codifică ARN dublu catenar, care la rândul său inactivează gena polifenoloxidazei. Prin metode standard de manipulare genetică această genă inactivată poate fi copiată şi inserată în ADN-ul altor mere, stopând astfel producţia de PFO şi împiedicând merele să dobândească o nuanţă maro.

Nu toată lumea este încântată de posibilitatea de a modifica genetic merele în acest mod. Fermierii ecologici sunt preocupaţi de faptul că polenul provenit de la copacii de măr modificaţi se va răspândi în livada lor, existând prin urmare posibilitatea ca ei să-şi piardă statutul lor de producători organici. Compania Okanagan Specialty Fruits susţine că polenul merelor nu poate fi suflat cu uşurinţă şi şansa ca acesta să se răspândească într-o livadă vecină este mică. Unii critici, în special activişti anti-RMG (Recolte Modificate Genetic), au sugerat că blocarea genei PFO poate avea consecinţe negative nedorite, dar nu există nici o dovadă în acest sens. Acest lucru era de aşteptat, deoarece inactivarea genei nu determină formarea de noi proteine. Studiile efectuate pe teren au arătat că merele modificate sunt la fel ca toate celelalte mere, cu excepţia faptului că acestea nu dobândesc o nuanţă maro.

Folosind tehnologia interferenţei ARN-ului, gena factorului sintazei de lăcrimare care se găseşte în ceapă poate fi inactivat, astfel încât calităţile nutritive ale acestei legume să poată fi savurate fără să plângem. Cum rămâne cu seminţele de bumbac? Lumea produce aproximativ 44 de milioane de tone de seminţe de proteine de calitate superioară în fiecare an, care nu pot fi consumate, deoarece conţin gosipol, care este un compus otrăvitor. Folosind interferenţa ARN, gena care produce gosipol poate fi inactivată şi astfel pot fi produse suficiente proteine pentru a satisface necesarul zilnic a unui miliard şi jumătate de oameni. Dar poate că potenţialul cel mai atrăgător al interferenţei ARN se află în lupta împotriva bolilor genetice. Au existat deja unele succese preliminare, deşi numai la şoareci, la care au fost inactivate genele care codează proteine toxice, cum ar fi cele prezente în boala  Huntington, precum şi în inactivarea genelor care sunt incriminate în apariţia unor niveluri ridicate de colesterol.

În acelaşi timp, Agenţia Canadiană de Inspecţie Alimentară are în vedere o cerere de comercializare a "mărului Arctic". Fie că ajunge pe piaţă sau nu, nu există nicio îndoială că drumul de la viermii care se contractă la merele care nu dobândesc o nuanţă maronie a fost unul fascinant. Să sperăm că nu vom finaliza prin a obţine mere cu viermi prin inactivarea genei polifhenoloxidazei.



Traducere de Ecaterina Pavel după from-twitching-worms-to-non-browning-apples, cu acordul autorului.