Un team di genetisti scopre la chiave per aumentare il sapore dei pomodori senza ridurne le dimensioni | Scienza

Il biologo spagnolo Francis Mojica ha fatto una scoperta epocale due decenni fa, ma non sapeva fino a che punto. Ha osservato che alcuni microbi di Alicante usavano una specie di minuscole forbici per difendersi dai virus invasori tagliando il loro materiale genetico. La biochimica francese Emmanuelle Charpentier e la sua collega americana Jennifer Doudna si sono rese conto nel 2012 che queste forbici microbiche, chiamate CRISPR, potevano essere utilizzate per riscrivere il DNA di qualsiasi specie. Entrambi hanno vinto per questo il Premio Nobel per la Chimica 2020. Le prime terapie CRISPR, approvate un anno fa, stanno già salvando vite umane. E questo mercoledì viene presentata l’ultima prodezza di questa tecnologia: pomodori più gustosi, con le stesse dimensioni. Per alcuni, il Santo Graal dell’agricoltura.

Lo scienziato cinese Jinzhe Zhang ricorda la felicità che provò il giorno in cui provò per la prima volta i suoi pomodori geneticamente modificati. “Hanno proprio il sapore del pomodoro, ma un po’ più dolce”, celebra. Per comprendere la loro gioia, dobbiamo tornare indietro di più di 5.000 anni, quando gli agricoltori della regione che oggi è Perù ed Ecuador addomesticarono un’erbaccia, l’antenato selvatico del pomodoro, lunga appena un centimetro. Il frutto arrivò in Europa nel XVI secolo, con una caratteristica: se si selezionavano quelli più grandi, si perdeva il sapore. Secoli di questa pratica sono culminati nel panorama diffuso nei supermercati di oggi: i pomodori sono splendidi, fino a 100 volte più grandi di quelli ancestrali, ma insipidi.

Un consorzio internazionale ha pubblicato il DNA completo del pomodoro nel 2012. Cinque anni dopo, un team di scienziati ha identificato le regioni genetiche associate a 13 composti chimici associati al sapore, abbondanti nelle varietà ancestrali, ma quasi assenti in quelle commerciali. La scoperta fu così promettente che apparve sulla copertina della rivista Scienza. Questo mercoledì, il team di Jinzhe Zhang annuncia di aver utilizzato le forbici CRISPR per inattivare due geni, SlCDPK27 e SlCDPK26, che agiscono come freni sulla produzione di zuccheri durante la maturazione dei frutti, probabilmente per garantire un adeguato apporto di energia alla parte posteriore dei semi . Il risultato è un aumento del 30% dei livelli di fruttosio e glucosio, senza ridurre le dimensioni o la resa. Il loro studio è pubblicato sulla rivista Natura.

Aumentare gli zuccheri nella frutta, però, ha un prezzo: si formano meno semi e sono più leggeri. Zhang, dell’Istituto di ortaggi e fiori di Pechino, sottolinea che la sua germinazione è normale, quindi è fiducioso nella sua fattibilità sul mercato. Il primo prodotto agricolo modificato con CRISPR e commercializzato per il consumo umano è stato proprio un pomodoro, modificato per contenere elevate quantità di acido gamma-aminobutirrico, una sostanza capace di ridurre la pressione sanguigna e calmare il sistema nervoso. Il frutto, sviluppato da una società promossa dall’Università di Tsukuba (Giappone), è stato messo in vendita online il 15 settembre 2021.

Il leader della nuova ricerca è Sanwen Huang, direttore generale dell’Istituto di genomica agricola di Shenzhen (Cina), un colosso con 300 dipendenti. Huang sottolinea che il suo team ha richiesto un brevetto sull’uso di questi due geni per aumentare gli zuccheri nella frutta. Il loro obiettivo è provare una modifica simile in mele, pere e arance, che condividono gli stessi geni. Gli scienziati cinesi stanno già lavorando con le aziende per sviluppare varietà commerciali di pomodori con i due geni inattivati. “Ho visitato la Spagna nel 2017 e i pomodori erano molto buoni!”, ricorda Huang.

Quell’anno, lo scienziato cinese partecipò a una conferenza a Valencia, presso l’Istituto di Biologia Molecolare e Cellulare delle Piante, un altro dei centri chiave per il futuro dei pomodori. Lì lavora il genetista Antonio Granell, che in passato ha collaborato con Huang nell’identificazione delle regioni genetiche associate al sapore. Lo spagnolo plaude al nuovo studio, ma è cauto. Egli avverte che nei gruppi di degustazione di Shenzhen e Pechino, composti da circa 100 persone ciascuno, circa il 60% ha notato la maggiore dolcezza dei pomodori, ma il restante 40% no. “Un cittadino normale difficilmente nota la differenza”, afferma.

Granell ritiene che il margine di miglioramento sia molto maggiore. La concentrazione di zuccheri nei pomodori si misura in gradi Brix. Un normale pomodoro fresco ha solitamente 4 gradi, ciò significa che circa il 4% del frutto è costituito da glucosio, fruttosio e saccarosio. Granell sottolinea che la nuova modificazione genetica consente di ottenere un aumento di circa 4-5 gradi Brix nei pomodori di circa 100 grammi, ma è ancora lontano dai 7 gradi Brix osservati nelle tradizionali varietà europee fino a 300 grammi. I piccolissimi pomodorini raggiungono i 12 gradi Brix. “Ciò significa che il potenziale dei pomodori sarà molto più dolce se riusciamo a combinare l’effetto su diversi geni”, sottolinea Granell, che coordina un progetto europeo da otto milioni di euro per sviluppare pomodori di migliore qualità e più resistenti sapore migliore.

Il ricercatore di Valencia sottolinea che la genetica non è l’unico modo per aumentare il sapore. Granell collabora con la cooperativa Granada La Palma, che coltiva il pomodoro Amela, uno dei più costosi della Spagna. Si tratta di una varietà giapponese che raggiunge i 30 euro al chilo grazie alla sua dolcezza, fino a 9 gradi Brix, ottenuta attraverso un rigoroso controllo dell’irrigazione, dei nutrienti, della luce e della temperatura.

Il genetista Rafael Lozano mostra il suo entusiasmo per i progressi dei ricercatori cinesi. Dice che già nel 1994 ha partecipato ad un progetto per provare a produrre pomodori più gustosi senza ridurne le dimensioni. “Non ci siamo riusciti”, riconosce l’esperto, professore di Genetica all’Università di Almería. Il suo team e quello di un’azienda sementiera coltivavano migliaia di piante, ottenute incrociando varietà diverse, senza successo. Più e più volte si sono trovati faccia a faccia con il legame tra i geni coinvolti nella dimensione e quelli coinvolti nel sapore. Lozano applaude “l’ingegnosità” del gruppo di Sanwen Huang nel trovare la chiave genetica e apportare un cambiamento sofisticato utilizzando le forbici CRISPR.

“Questo nuovo studio rappresenta un contributo importante a un problema classico: sviluppare varietà con frutti di buone dimensioni, ma con sapore”, afferma. Lo stesso Lozano utilizza lo strumento CRISPR per modulare l’acidità e le vitamine dei pomodori. “Anche gli acidi organici, come citrico e malico, devono essere nella concentrazione adeguata. Se non ci fosse acidità, il pomodoro avrebbe il sapore di una caramella e nessuno vuole il sapore di caramella, vuole il sapore di pomodoro”, avverte.