Le modificazioni genetiche delle piante aumentano la resistenza alle malattie

Le piante – dagli aceri e i tassi, fino ai campi di granturco ai lati delle strade – producono moltissimi tipi di composti, che sono molto utili come antibiotici, farmaci antitumorali o vitamine. Spesso sono troppo complessi per essere sintetizzati in laboratorio, ma possono tuttavia essere purificati dalle piante in cui si trovano.

Questo nuovo studio, pubblicato nella rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences” si è concentrato sui triterpeni, un ampio gruppo di prodotti vegetali naturali che presentano una serie di funzioni biologiche e possibili applicazioni in medicina (ad es. come antimicrobici), industriali (ad es. agenti antischiuma) o come promettenti dolcificanti naturali molto più dolci dello zucchero.

In particolare, i ricercatori mettono in evidenza come l’alterazione del codice genetico di un amminoacido in una determinata pianta, avvii un processo che cambia la forma e la funzione di un enzima, cambiando il ripiegamento del precursore chimico – una tecnica che può essere paragonata a un origami chimico – e quindi producendo un nuovo prodotto con una varietà di possibili impieghi. Per questo studio è stato alterato un amminoacido nel primo enzima del percorso che produce un prodotto naturale che protegge le piante di avena dai patogeni fungini presenti nel suolo, permettendo così la resistenza alla malattia. Si auspica che questa conoscenza sia anche applicabile ad altre coltivazioni, contribuendo a proteggere e possibilmente incrementare i raccolti.

Le piante essenzialmente funzionano come fabbriche di produzione chimica, e possono essere modificate per produrre composti chimici specifici, molti dei quali possono essere utili in modi che ancora non siamo in grado di capire. Cambiare il modo in cui l’enzima ripiega il precursore chimico – producendo un nuovo composto – è come alterare la struttura o il modello di un macchinario usato in una fabbrica per produrre automobili o elettrodomestici.

“Cambiare o modificare le piante non è un idea nuova, è stato fatto per migliaia di anni,” ha commentato il co-autore dello studio Robert Minto, professore associato di chimica e biologia chimica alla Indiana University-Purdue University Indianapolis. “Nello studio PNAS, abbiamo alterato un unico amminoacido di (un enzima di) un apice radicale dell’avena per cambiare la funzione di un singolo enzima. Facendolo direttamente risulta più efficiente rispetto alla selettocoltura delle piante fino a ottenere la versione giusta del gene che produce il prodotto naturale che si desidera.” Minto ha aiutato a completare la ricerca durante un periodo sabbatico di 5 mesi presso il John Innes Centre, nel Regno Unito, un membro del consorzio del progetto TRIFORC.

Questo studio contribuisce all’intento generale del progetto quadriennale TRIFORC di sviluppare un filone innovativo per la scoperta, produzione sostenibile e commercializzazione di triterpeni conosciuti e nuovi elevato valore, con proprietà biologiche nuove o superiori. Il progetto dovrebbe concludersi a settembre 2017 e ha ricevuto quasi 7 milioni di euro di finanziamenti dall’UE.

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