Biologia molecolare: come la scienza può rispondere alla mancanza di cibo nel mondo, afferma un esperto del MIT

Il cambiamento climatico ha già iniziato a mostrare le conseguenze dell'aumento della temperatura del pianeta. Siccità, inondazioni e incendi si verificano in diverse parti del mondo e già colpiscono i diversi ecosistemi e colture, che sono lasciati in balia di condizioni meteorologiche avverse e parassiti che migrano al ritmo del riscaldamento globale. Con questo scenario, l'insicurezza alimentare diventerebbe un risultato atteso. Tuttavia, uno scienziato del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha avvertito che la scienza potrebbe prevenire la carenza di cibo.

«Capire come funzionano i semi sarà fondamentale per l'agricoltura e la sicurezza alimentare», ha affermato Mary Gehring, professore associato di biologia e membro del Whitehead Institute for Biomedical Research presso il MIT. Secondo l'esperto, che lavora con i semi da anni, è possibile che i potenziali impatti catastrofici dei cambiamenti climatici continuino a peggiorare. Ecco perché l'epigenetica vegetale, che studia i cambiamenti ereditari nell'espressione genica senza cambiamenti nella sequenza (lettere o codice) del DNA, potrebbe diventare la risposta alla mancanza di cibo.

Per dirla semplicemente, questo specialista cerca di modificare le piante (senza trasferire questi cambiamenti nel DNA) in modo che possano fornire una risposta al bisogno mondiale di cibo man mano che le conseguenze del cambiamento climatico sugli ecosistemi agricoli avanzano. Con questo in mente, il ricercatore del Gehring Laboratory cerca di scoprire come accelerare la produzione di diversità genetica nelle piante. L'obiettivo è generare popolazioni di colture che si adattino e sviluppino la resilienza a condizioni ambientali difficili.

Affinché le piante si adattino meglio ai diversi climi, sviluppano variazioni genetiche che portano a variazioni fenotipiche. Questi cambiamenti, ad esempio, consentono loro di creare resistenza alle inondazioni. Alcune piante non presentano queste variazioni genetiche permanenti, quindi i ricercatori stimano che il loro adattamento durante i cambiamenti climatici sarebbe compromesso.

Per risolvere questo dubbio, Gehring si è concentrato sul guandú, noto anche come fagioli, fagiolini o strutto, fagiolini o fagioli. «I legumi sono molto interessanti perché fissano l'azoto, quindi creano simbiosi con i microbi nel suolo e fissano l'azoto, che può rinnovare i suoli», ha spiegato lo scienziato, sottolineando l'importanza della loro scelta.

Ha anche sottolineato l'estensione della coltivazione dei guandúes, poiché vengono mangiati in Asia, Africa e America Latina. In questo piccolo fagiolo puoi trovare i più alti livelli di proteine rilevati in un seme, che possono diventare un sostituto delle carni. Un altro punto positivo è che sono piante perenni, che vivono tra i 3 ei 5 anni, quindi possono catturare l'anidride carbonica per un periodo di tempo più lungo. Ma non è tutto, sono resistenti alla siccità e collaborano al ripristino del suolo.

«Il cambiamento climatico non è qualcosa che nessuno di noi può ignorare. Se uno di noi ha la capacità di affrontarlo, anche in modo molto piccolo, è importante cercare di raggiungerlo», ha affermato Gehring. In questo senso, lo scienziato si è concentrato su questo legume per sviluppare una tecnologia universale che consenta alle piante di aumentare la loro diversità genetica.

La strategia dell'esperto si è concentrata sugli elementi trasponibili, che nel caso degli umani rappresentano circa il 45% del loro genoma umano. «Gli elementi trasponibili possono fare più copie di se stessi, spostare e alterare l'espressione genica. Poiché gli umani e le piante non hanno bisogno di un numero infinito di queste copie, ci sono sistemi per «silenziarli» dall'essere copiati «, ha spiegato Gehring.

Per questo motivo, lo scienziato cerca di invertire questo «silenziamento» nelle piante per consentire loro di muoversi liberamente in tutto il genoma, oltre a creare mutazioni o aumentare l'espressione di un determinato gene. A differenza delle procedure tradizionali, che hanno causato la mutagenesi da una sostanza chimica che ha modificato il DNA o con l'uso di raggi X, e le loro conseguenti rotture cromosomiche, Gehring cerca di indurre una proliferazione di trasponibili attraverso l'uso di sostanze chimiche che inibiscono il silenziamento degli elementi trasponibili.

«Questo è un territorio inesplorato, dove si stanno cambiando 50 geni alla volta, o 100, invece di uno solo», ha spiegato lo scienziato. Allo stesso tempo ha ammesso che «è un progetto piuttosto rischioso». «Il cambiamento climatico non è qualcosa che nessuno di noi può ignorare. Se uno di noi ha la capacità di affrontarlo, anche in modo molto piccolo, è importante cercare di raggiungerlo», ha affermato Gehring. Ha concluso: «Fa parte della nostra responsabilità come scienziati prendere le conoscenze che abbiamo e cercare di applicarle a questo tipo di problemi».

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