Una risposta difensiva della coltura a richiesta

Il progetto METDEF (Metabolic engineering of triterpenoid pathways involved in plant defence in Arabidopsis and rice) ha sviluppato un kit di strumenti contenenti geni ed enzimi per la costruzione di glicosidi triterpenoidi in alcuni cereali. Ad esempio, il riso e il mais non producono triterpenoidi naturalmente.

Mediante la tecnica denominata Golden Gate Assembly per l’assemblaggio e la clonazione di vettori multigenici, il conseguente kit di strumenti è stato validato nella Nicotiana benthamiana, parente stretto del tabacco.

I ricercatori poi hanno lavorato alla trasformazione della pianta modello Arabidopsis e sono riusciti a ottenere composti dalla via metabolica dell’avenacina, un composto che contrasta la crescita micotica, presente naturalmente nelle radici delle dell’avena. Inoltre, gli scienziati hanno trasformato un’altra amirina di triterpenoide, elemento del caffè di tarassaco.

Seguendo un altro ramo della biologia sintetica, i ricercatori hanno lavorato alla formazione di cluster di geni capaci di conferire tratti su misura nelle piante delle colture, da controllare poi tramite indizi ambientali, in modo da far esprimere i geni solo quando necessario (ad esempio, la produzione di nutrienti quando il cibo è limitato).

Utilizzando la durrina, una sostanza presente nel sorgo che respinge gli insetti, i ricercatori hanno creato cluster diversi contenenti tre geni di durrina sotto il controllo di promotori variabili. Linee diverse contenevano durrina; si tratta di un risultato enormemente rilevante in quanto rende possibile interpretare le risposte a segni evolutivi, ambientali e chimici.

Le applicazioni relative alla biotecnologia METDEF vengono diffuse ampiamente attraverso la produzione agricola, al fine di migliorare la sicurezza alimentare. Adattando piante ingegnerizzate perché esprimano i geni inseriti si potrebbe includere non solo patogeni ma anche rispondere all’orologio circadiano, all’assenza di ossigeno e bassi livelli di nutrienti.