Zeolina, proteina umanitaria

Prodotta dal Cnr unendo zeina e faseolina, questa nuova proteina è stata donata alla Bill e Melinda Gates Foundation, che l’ha impiegata per incrementare il valore nutrizionale della cassava (o tapioca o manioca), pianta commestibile che rappresenta una delle maggiori fonti di calorie per le popolazioni dei paesi in via di sviluppo.

Grazie alla zeolina, una proteina ‘inventata’ dai ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr), un gruppo di scienziati del Donald Danforth Plant Science Center, della University of Missouri (Stati Uniti) e dell’University of Puerto Rico-Mayaguez (Porto Rico), coordinato da Claude Fauquet, ha potuto incrementare il valore nutrizionale della tapioca o manioca, la radice commestibile, propriamente detta cassava, particolarmente utile per far fronte al fabbisogno proteico delle popolazioni dei paesi in via di sviluppo. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica PloS One.

La zeolina è stata prodotta da un gruppo dell’Istituto di biologia e biotecnologia agraria (Ibba) del Cnr di Milano e dell’Istituto di genetica vegetale (Igv) del Cnr di Perugia. Mediante ingegneria genetica, unendo la zeina del mais e la faseolina del fagiolo, le due proteine più abbondanti nei semi di queste piante, è stata ottenuta una nuova proteina che possiede un contenuto di aminoacidi essenziali per la dieta umana più bilanciato di quello delle due piante di origine. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Plant Physiology.

“La zeolina è stata prodotta e utilizzata dai nostri laboratori”, spiega Alessandro Vitale dell’Ibba-Cnr, coordinatore del gruppo,“sia per verificare la possibilità di ‘inventare’ proteine più nutrienti, sia per studiare i meccanismi molecolari con cui i semi accumulano grandi quantità di proteina. Quattro anni fa abbiamo ‘donato’ il gene che permette la sintesi di zeolina, con un Accordo di trasferimento di materiale (Material Transfer Agreement, MTA), ai ricercatori che lavoravano al miglioramento della cassava, un progetto finanziato per scopi umanitari dalla Bill e Melinda Gates Foundation”.

La cassava (‘Manhiot esculenta’) ha una grande radice commestibile, resiste bene alla siccità e alla scarsità di nutrienti del suolo ed è perenne. Per queste caratteristiche, la tapioca o manioca è la terza fonte di calorie nell’alimentazione delle regioni tropicali e sub-desertiche, dopo riso e mais: in Africa, Asia e America latina la dieta di milioni di persone dipende da questa pianta.

“Malgrado l’elevato apporto calorico, dovuto all’amido, tutte le varietà conosciute di cassava hanno però un contenuto molto limitato di proteina”, spiega ancora Vitale. “I ricercatori americani e portoricani, introducendo nella cassava il gene che permette la sintesi della zeolina, hanno aumentato di quattro volte il contenuto proteico totale delle radici, che risulta in tal modo superiore a quello dei semi di mais”. Le piante non mostrano difetti di crescita e hanno un’ulteriore caratteristica positiva, “una riduzione di più del 50% nel contenuto di cianoglicosidi, composti tossici normalmente presenti nella pianta”, conclude il ricercatore Cnr, “la cui eliminazione richiede solitamente un laborioso processo di pelatura e fermentazione prima della cottura. La riduzione di queste tossine è dovuta probabilmente a un riorientamento del metabolismo della pianta transgenica verso la produzione di zeolina”.

La scheda

Chi: Istituto di biologia e biotecnologia agraria (Ibba) del Cnr di Milano e Istituto di genetica vegetale (Igv) del Cnr di Perugia

Che cosa: la zeolina, proteina ‘inventata’ dall’Ibba-Cnr

Riferimenti: Mainieri D., Rossi M., Archinti M., Bellucci M., De Marchis F., Vavassori S., Pompa A., Arcioni S. and Vitale A. (2004) Zeolin. A new recombinant storage protein constructed using maize gamma-zein and bean phaseolin. Plant Physiology 136

Abhary M, Siritunga D, Stevens G, Taylor NJ, Fauquet CM (2011)Transgenic biofortification of the starchy staple cassava (Manihot esculenta) generates a novel sink for protein. PLoS ONE 6:e16256.

Comunicato stampa CNR 33/2011