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Eliminando con l'ingegneria genetica un difetto presente naturalmente nella fotosintesi clorofilliana, il processo chimico attraverso il quale le piante traggono nutrimento, è possibile aumentare la produttività dei raccolti del 40 percento. In altri termini, grazie a questa modifica genetica, si può ottenere un quantitativo di raccolto sensibilmente superiore in piante di grande interesse commerciale come riso e grano. Ciò permetterebbe di alimentare ben 200 milioni di persone in più nel solo Midwest americano con le colture già presenti in loco.

A ottenere questo grande risultato un team di ricerca americano guidato da studiosi della Global Change and Photosynthesis Research Unit presso il Dipartimento di ricerca agricolo-agraria degli Stati Uniti, che hanno collaborato con i colleghi dell'Università dell'Illinois. Gli scienziati, coordinati dal professor Donald Ort, docente presso il Carl R. Woese Institute for Genomic Biology dell'ateneo statunitense, hanno sperimentato con successo la tecnica su piante di tabacco, ma essa può essere facilmente applicata su diverse piante alimentari poiché presentano il medesimo difetto naturale da correggere.

Ma cos'è esattamente questo difetto? Tutto ruota attorno alla fotorespirazione, un processo metabolico attraverso il quale alcune piante (con uno specifico metabolismo) si liberano anche di sostanze tossiche. In parole semplici, durante questa fase della fotosintesi, un quinto delle volte un enzima chiamato RuBisCO reagisce con la molecola sbagliata (avviene uno scambio tra anidride carbonica e ossigeno), producendo composti tossici – glicolato e ammoniaca – che la pianta deve eliminare rapidamente. Questo processo, seppur raffinatosi evolutivamente, comporta un dispendio di energie che la pianta potrebbe investire per crescere e trarre nutrimento dall'energia solare.

Ort e colleghi hanno trovato il modo per evitare alle piante di doversi disintossicare ingegnerizzandole con due geni, uno legato all'enzima “malato sintasi vegetale” e uno, ottenuto da un'alga verde, all'enzima glicolato deidrogenasi. Grazie a questa modifica nelle piante OGM di tabacco è stata accelerata l'attività metabolica ottenendo un aumento della produttività superiore del 40 percento rispetto alle colture di controllo. Gli scienziati stanno testando le stesse modifiche genetiche su piante di riso, grano e soia per verificarne il tasso di incremento. Grazie a organismi con queste modifiche si potrebbero contrastare in futuro gli effetti del riscaldamento globale (che riduce la produttività delle piante) e la prevista impennata demografica. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Science.