Naturalmente OGM

Un gruppo di ricerca internazionale guidato da Tina Kyndt e Dora Quispe ha recentemente scoperto che una specie agricola ampiamente coltivata come la patata dolce (Ipomea batatas) è da considerarsi un organismo naturalmente transgenico poiché contiene porzioni di DNA di origine batterica integrati nel proprio genoma. I risultati di questo studio sono stati pubblicati lo scorso maggio sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.

La generazione di organismi transgenici si basa sul trasferimento di geni da una specie ad un’altra, in questo caso la patata dolce utilizzata in agricoltura. Nella maggior parte dei casi, l’introduzione di materiale genetico nelle piante avviene per mezzo di batteri che svolgono la funzione di vettori. Una delle specie batteriche più utilizzate è Agrobacterium tumefaciens che anche grazie al lavoro dei biotecnologi, è un organismo molto adatto a questo scopo.Infatti, Agrobacterium è naturalmente in grado di trasferire all’interno delle piante che infetta una specifica regione del proprio DNA, chiamata T-DNA, che si integra nel genoma della pianta. In natura, questa regione contiene geni responsabili di una patologia chiamata galla del colletto, in cui le cellule vegetali proliferano in maniera incontrollata sotto l’influenza dei geni batterici introdotti, fino a formare veri e propri tumori o galle. L’ingegneria genetica ha consentito di ottenere ceppi batterici di Agrobacterium più facili da gestire e crescere in laboratorio e più efficienti nel processo di infezione. È possibile modificare artificialmente il T-DNA di questi ceppi per fare in modo che contenga i geni che si vogliono trasferire nella pianta, e lasciare che sia il batterio stesso a occuparsi del trasferimento. Le piante così ottenute alla fine del processo si diranno “trasformate”.
Molti degli oppositori della tecnologia OGM ritengono che la coltivazione di organismi geneticamente modificati sia pericolosa per la salute umana e per l’ambiente. Inoltre, il trasferimento genetico orizzontale (il processo che comporta il trasferimento di geni tra organismi non associato alla riproduzione) è un fenomeno che può avere diverse conseguenze negative tra cui, per esempio, l’insorgenza di malattie come la galla del colletto o l’acquisizione della resistenza agli antibiotici nei batteri. Per questo motivo, solitamente si ritiene che il trasferimento di geni operato da A. tumefaciens abbia effetti deleteri per la salute delle piante infettate e possa portare ad un miglioramento genetico unicamente se il processo avviene in maniera controllata. La scoperta di Kyndt e colleghi dimostra invece che la modificazione genetica di specie coltivate può avvenire anche in maniera naturale senza conseguenze negative per la pianta e, presumibilmente, nemmeno per chi se ne nutre.

Non è semplice datare con precisione il momento in cui il trasferimento genetico sia avvenuto, tuttavia, i ricercatori hanno individuato la presenza di T-DNA batterico in tutte le 291 varietà di patata dolce coltivate testate in questo studio, mentre è assente nelle varietà selvatiche. L’osservazione suggerisce che migliaia di anni fa, al momento della domesticazione della patata dolce in America latina, l’infezione da Agrobacterium abbia generato una pianta con caratteristiche agronomicamente interessanti.
Così come è accaduto durante i processi di domesticazione basati sull’occorrenza di mutazioni spontanee, la pianta dai tratti favorevoli è stata selezionata e propagata dagli agricoltori dell’epoca, magari perché produceva tuberi più grossi o più saporiti, oppure perché cresceva meglio nelle condizioni climatiche della zona e resisteva meglio agli attacchi dei parassiti. Le piante originariamente selezionate sono state propagate di generazione in generazione, con il risultato che oggi un grande numero di varietà di patata dolce coltivate sono portatrici di questo frammento di DNA batterico. Lo studio non ha solamente evidenziato la presenza dei geni derivati da Agrobacterium, ma ha anche dimostrato che questi sono espressi in quasi tutte le parti della pianta. Questo significa che il DNA batterico introdotto nella patata non è un’inutile traccia di passate infezioni (cosa che non avrebbe portato nessun vantaggio agronomico alle piante transgeniche), ma è costituito da geni che sono attivamente trascritti e tradotti in proteine. Quello che resta da chiarire riguarda come, a livello molecolare, la presenza dei geni batterici e delle proteine per cui codificano abbiano prodotto un miglioramento della qualità della coltivazione. Questo consentirà di comprendere quali siano stati i tratti desiderabili da parte degli agricoltori che sono apparsi nella pianta in conseguenza del trasferimento genico.
Quel che è certo è che questa scoperta potrebbe far riflettere gli oppositori degli OGM; l’esempio di un ortaggio naturalmente transgenico che è stato mangiato per millenni senza conseguenze da milioni di persone, offre una nuova prospettiva al dibattito sui pericoli derivanti dall’utilizzo di Agrobacterium per la salute umana.

Fonti:

– Kyndt, T., Quispe, D., Zhai, H., Jarret, R., Ghislain, M., Liu, Q., Gheysen, G., & Kreuze, J. (2015). The genome of cultivated sweet potato contains T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop Proceedings of the National Academy of Sciences, 112 (18), 5844-5849 DOI: 10.1073/pnas.1419685112
– Jones, J. (2015). Domestication: Sweet! A naturally transgenic crop Nature Plants, 1 (6) DOI: 10.1038/nplants.2015.77

Foto:
Copertina – CC0, Patata dolce – CC0, Agrobacterium tumefaciens – CC0