Oddio, gli OGM!!

Se pensiamo che le piante siano tranquille e pacifiche ci sbagliamo di grosso! Le piante sono organismi estremamente bellicosi che per sopperire alla loro incapacità di muoversi si sono adattate a produrre un arsenale di armi chimiche capaci di distruggere insetti infestanti e, in certi casi, anche animali più grandi.

Alla mosca bianca Bemisia tabaci però, tutte queste armi chimiche non hanno fatto troppa paura ed il piccolo insetto ha continuato a mangiare tutte le piante che voleva (può nutrirsi di 600 specie diverse!), arrivando così in cima alla lista degli insetti più infestanti che conosciamo.

Gli Scienziatimatti di oggi hanno scoperto che il segreto della resistenza di B. tabaci si celava nel DNA della bestiola. Si tratta del gene BtPMaT1 che codifica per una proteina capace di trasformare i potenti insetticidi prodotti dalle piante in prodotti chimici innocui per gli insetti.

In alto vediamo uno dei sistemi usati dagli Scienziatimatti per studiare B. Tabaci: **una clip attaccata ad una foglia** di pomodoro permette di recuperare la melata (gli escrementi) degli insetti e di contare quanti insetti muoiono.
Nei grafici sotto vediamo la percentuale di insetti che muoiono quando vengono esposti a diversi composti chimici (glicosidi fenolici) prodotti dalla pianta di pomodoro. In verde c’è il conto per gli insetti «normali», mentre in giallo vediamo la mortalità negli insetti in cui il gene BtPMaT1 è stato silenziato (immagine riadattata da Xia et al. 2021).

Se il gene veniva spento con tecniche di ingegneria genetica, le mosche morivano quando si nutrivano di piante di pomodoro! Per di più, gli Scienziatimatti hanno ritrovato i composti chimici tossici prodotti dal pomodoro (glicosidi fenolici) negli escrementi delle mosche con il gene BtPMaT1 spento. Nei rifiuti dell mosche sane invece c’erano i composti detossificati (malonilglucosidi), a riprova che il gene funziona proprio da detossificatore!

Ma la sorpresa più grande sta nell’origine del gene BtPMaT1. Questo gene infatti non ha eguali in tutto il regno animale ed i suoi parenti più stretti sono tutti geni delle piante!!

Un albero genealogico del gene BtPMaT1. Si legge come un orologio, partendo dall’alto dov’è c’è l’esempio più antico conosciuto del gene. Ad ogni ramificazione c’è un numero che ci dice quanto siamo sicuri che l’albero genealogico sia fatto così. Un albero genealogico si può costruire in tanti modi e la certezza di aver disegnato quello giusto non si può avere. I colori ci aiutano a vedere che il gene posseduto da B. Tabaci è in effetti strettamente imparentato con le piante (da Xia et al. 2021).

Nelle guerre, uno dei rischi maggiori è che il nemico ci rubi i segreti militari. Secondo i ricercatori, questo è proprio quello che è successo: certe piante producono anche gli antidoti alle armi chimiche per evitare di auto-intossicarsi e 86 milioni di anni fa B. tabaci si è impossessata di un antidoto in un processo chiamato trasferimento genetico orizzontale!

In genere, il DNA viene tramandato alla prole con la riproduzione (trasferimento verticale). I trasferimenti orizzontali sono un escamotage della natura per favorire l’evoluzione: pezzi di DNA possono essere scambiati tra organismi adulti (anche di specie diverse!) grazie per esempio a virus che fanno da postini oppure per mezzo di trasposoni, dei geni capaci letteralmente di saltare da una parte all’altra del genoma.

Dulcis in fundo, tra tutti gli insetti infestanti soltanto B. tabaci ha il gene BtPMaT1, quindi se si potesse colpire questo gene in maniera specifica avremmo un pesticida selettivo e non tossico per gli insetti benefici per le coltivazioni come le api.

I ricercatori hanno allora inserito nel genoma delle piante di pomodoro le istruzioni per produrre un shRNA (short hairpin RNA) contro BtPMaT1. Si tratta di un pezzetto di RNA che impedisce alle cellule di produrre la proteina detossificante codificata dal gene BtPMaT1.

Mangiando questi pomodori OGM, B. tabaci mangiava anche l’shRNA che eliminava la proteina detossificante e così B. tabaci cominciava a morire, mentre altri insetti continuavano tranquilli a vivere sulla pianta.

I ricercatori hanno preso delle piante di pomodoro «classiche» e le piante modificate con l’shRNA contro BtPMaT1. Le piante sono state messe sotto delle campane di vetro insieme a B. Tabaci oppure insieme ad un altro insetto innocuo per i pomodori (*Myzus persicae*, un afide). Come vediamo dalle immagini delle foglie e dai grafici a destra, soltanto B. Tabaci muore sui pomodori transgenici, mentre M. Persicae continua a fare la sua vita tranquillamente. Per avere un’idea delle dimensioni, le linee bianche in basso a sinistra sulle foto corrispondono ad 1 cm (immagine riadattata da Xia et al 2021).

Grazie agli Scienziatimatti che ci descrivono comportamenti naturali incredibilmente avvincenti e ne prendono spunto per inventare soluzioni innovative alla piaga degli insetti infestanti!

Qui il link alla ricerca originale: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.014

Per i più temerari, qui un commento alla ricerca in inglese: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.017

Oh noo! L’articolo è a pagamento! sci-hub potrebbe salvarci, ma è illegale!(?) 🙂