L'ingegneria genetica è mai stata utilizzata sulle api? Se vi siete posti questa domanda sappiate che la risposta è sì, sulle api da miele, e almeno da quasi dieci anni.
Prima di parlarne però è bene fare una precisazioni: non si tratta di api transgeniche, cioè api a cui sono stati inseriti geni di altri organismi, ma di api a cui sono stati inattivati (tecnicamente si dice silenziati) dei geni.
Tutte le api ingegnerizzate realizzate fino ad oggi sono state ottenute tramite la tecnologia Crispr-Cas9, che permette di tagliare il Dna di un organismo in un determinato punto con altissima precisione.
E una delle principali applicazioni di questa tecnologia è proprio quella di andare a tagliare la zona di Dna dove si trova il gene che si vuole silenziare.
Il primo utilizzo in questo senso sulle api da miele è stato fatto nel 2016 da ricercatori giapponesi che hanno cercato di inattivare il gene mrjp1 (major royal jelly protein 1) che è molto espresso nelle api operaie adulte per la produzione della pappa reale.
L'obiettivo dei ricercatori era ottenere api adulte in cui questo gene di fatto non funzionasse, per valutare gli effetti che avrebbe avuto sul loro sviluppo. Un obiettivo raggiunto almeno in parte perché lavorando su oltre 50 embrioni, i ricercatori giapponesi riuscirono ad ottenere 6 regine modificate. Non è infatti assolutamente scontato che in tutti gli embrioni che si vanno a modificare si riesca a realizzare la modificazione voluta.
Queste regine in totale produssero 20 fuchi modificati, che non mostrarono particolari effetti dal non funzionamento del gene. In questo studio i ricercatori non arrivarono invece ad ottenere api operaie modificate.
Le prime operaie modificate furono ottenute dallo stesso gruppo di ricerca due anni dopo, andando a disattivare il gene mKast (middle-type Kenyon cell-preferential arrestin-related protein), importante per il comportamento delle operaie perché controlla diversi aspetti legati alle percezioni sensoriali.
In questo caso ottennero prima dei fuchi modificati, modificandoli allo stadio embrionale, e con il loro sperma fecondarono delle regine non modificate, ottenendo delle operaie e delle regine eterozigoti, cioè con un cromosoma normale in cui era presente un gene funzionante e un cromosoma modificato, con il gene silenziato. E poi inseminando le regine eterozigoti con lo sperma di fuchi modificati poterono ottenere delle operaie e delle regine con entrambi i cromosomi modificati con i geni silenziati.
Uno studio che mostrò come il silenziamento di questo gene non portasse a particolari cambiamenti nei fuchi, dove evidentemente anche a cose normali non si esprime, mentre determinava delle anomalie nel comportamento delle operaie ingegnerizzate.
Nel 2019 ricercatori cinesi riuscirono a perfezionare la tecnica, aumentando notevolmente la percentuale di individui modificabili a volta, passando da circa il 10% ad oltre il 70%. Cioè con un singolo intervento, su 100 embrioni che venivano provati a modificare, oltre 70 risultavano effettivamente modificati.
Gli studi sono poi andati avanti, prendendo in esame altri geni, come quelli che regolano la percezione gustativa del glucosio, del fruttosio e del saccarosio da parte delle api, geni che regolano la colorazione gialla della cuticola, geni che controllano la differente morfologia degli occhi tra maschi e femmine, e geni implicati nello sviluppo degli organi sessuali delle femmine.
Tutte le api ingegnerizzate ottenute fino ad ora quindi sono state realizzate per studi relativi alla biologia dell'ape mellifera, che resta una materia particolarmente interessante e affascinante soprattutto per quanto riguarda il comportamento sociale e la differenziazione di casta, che è e rimane un fenomeno ancora in gran parte sconosciuto.
Applicazioni dell'ingegneria genetica su altri aspetti, come quelli legati alla produttività delle api da miele o della loro resistenza a specifiche malattie, non sono ancora state fatte, a differenza che nel baco da seta dove l'ingegnerizzazione guarda già al miglioramento genetico per scopi zootecnici.
E questo perché a differenza dei bachi da seta, che sono completamente addomesticati e che possono essere allevati interamente in ambiente chiuso e protetto, le api devono volare ed essere libere di accoppiarsi in maniera non controllata.
E questo fa sì che, almeno per il momento, modificazioni genetiche artificiali pongano problemi sia di natura giuridica che ambientale.
Materiale consigliato di approfondimento
"Frontiers of genetic engineering: cutting-edge genome editing for silkworms and honeybees" di Giorgiu et al., Animal Science and Biotechnologies, 2024
