Spesso considerata una semplice fonte di acqua, la lattuga nasconde in realtà una riserva importante di vitamine e minerali. Ciò che fino a poco tempo fa era ritenuto una sfida è stato finalmente reso possibile da un team di ricercatori dell’Universitat Politècnica de València in Spagna: potenziare le proprietà nutrizionali di questo ortaggio a foglia larga, arricchendolo di β-carotene, un pigmento che il nostro organismo converte in vitamina A. Il risultato? Una lattuga dorata, contenente fino a 30 volte più β-carotene rispetto alle foglie non trattate. Questo straordinario risultato, pubblicato su The Plant Journal, è stato ottenuto grazie all’accumulo di β-carotene in compartimenti cellulari inusuali, combinando tecniche biotecnologiche avanzate con trattamenti luminosi intensi.

L’importanza di questo risultato è anche legata al ruolo cruciale che la vitamina A svolge per la nostra salute. La carenza di vitamina A è uno dei problemi nutrizionali più diffusi a livello globale, causando gravi complicazioni come cecità e malnutrizione. Questa scoperta non solo arricchisce le verdure dal punto di vista nutrizionale, ma rappresenta anche un potenziale strumento per combattere quella che viene definita “fame nascosta” in diverse parti del mondo. Ma come è stato possibile raggiungere questo traguardo? E quali sono i risvolti positivi per il futuro dell’alimentazione?

Il cuore della scoperta: biofortificazione delle foglie di lattuga dorata

Gli ortaggi a foglia verde come la lattuga svolgono un ruolo chiave nella nostra alimentazione quotidiana. Tuttavia, fino a poco tempo fa, la loro biofortificazione con carotenoidi come il β-carotene è stata a lungo una sfida a causa della complessità del bilanciamento tra carotenoidi e clorofille nei cloroplasti, essenziali per la fotosintesi. In questo studio, è stata adottata una combinazione di due diversi approcci biotecnologici innovativi per superare questo ostacolo. 

• Strategia C: consiste nella produzione di β-carotene nel citosol delle cellule fogliari evitando così di interferire con la fotosintesi, che dipende dall’equilibrio tra carotenoidi e clorofille nei cloroplasti. Questo è stato possibile utilizzando una versione modificata degli enzimi che producono il beta carotene, facendoli funzionare nel citosol invece che nei cloroplasti, dove avviene la fotosintesi;
• Strategia P: converte i cloroplasti in cromoplasti, organelli non fotosintetici che accumulano grandi quantità di carotenoidi. Introducendo un gene batterico che codifica per un enzima chiamato crtB, i cloroplasti hanno iniziato a comportarsi come cromoplasti, permettendo l’accumulo di grandi quantità di β-carotene nelle foglie trattate. Le foglie non agroinfiltrate hanno continuato a svolgere normalmente la fotosintesi, sostenendo la crescita delle piante.

Gli esperimenti su Nicotiana benthamiana

I primi esperimenti sono stati condotti su Nicotiana benthamiana, una specie erbacea della famiglia delle Solanacee che oltre ad avere un ciclo di crescita relativamente rapido, si presta bene alla tecnica dell’agroinfiltrazione ed è ideale per sperimentazioni genetiche. Dopo aver messo a punto le due strategie chiave – strategia C e P – i ricercatori hanno scoperto che la combinazione di questi due approcci portava a risultati sorprendenti. L’integrazione delle strategie ha infatti prodotto un effetto sinergico, aumentando di 5 volte la quantità di β-carotene accumulata nelle foglie di N. benthamiana rispetto a quando venivano applicate separatamente. 

Livelli di carotenoidi nelle foglie di N. benthamiana 6 giorni dopo l’agroinfiltrazione con combinazioni contenenti (+) o non (−) i costrutti indicati – Fonte: The Plant Journal

L’effetto della luce: un incremento straordinario

La vera svolta è arrivata quando i ricercatori hanno esposto le piante a una maggiore intensità luminosa. Questo trattamento ha stimolato la proliferazione dei plastoglobuli, piccole strutture all’interno dei cromoplasti dove si accumulano i carotenoidi. Non solo il β-carotene è aumentato notevolmente, ma è diventato anche più facilmente assimilabile dal nostro organismo. La combinazione delle strategie biotecnologiche con il trattamento a luce intensa ha portato a un aumento straordinario dei livelli di β-carotene, incrementandoli di 30 volte rispetto alle colture tradizionali. Questo risultato non si è limitato solo alle piante modello come Nicotiana benthamiana, ma è stato replicato anche nelle foglie di lattuga domestica (Lactuca sativa) dimostrando che l’approccio funziona su piante comunemente consumate.

Un passo verso il futuro

Questo studio non segna solo un grande progresso nella biofortificazione, ma apre nuove possibilità per arricchire gli ortaggi a foglia verde con nutrienti essenziali. Sebbene l’aumento del contenuto di β-carotene sia un traguardo importante, l’aspetto chiave per il futuro sarà garantire che il nostro organismo possa effettivamente assorbire e utilizzare questi nutrienti al meglio. La bioaccessibilità è il prossimo fronte su cui la scienza dovrà concentrarsi. Inoltre, la sfida tecnologica sarà sviluppare metodi sicuri e sostenibili per applicare queste tecniche su larga scala, superando l’uso di vettori batterici o virali.

Immaginare un mondo in cui una semplice lattuga possa contribuire a combattere la malnutrizione non è più fantascienza. I prossimi anni saranno cruciali per trasformare queste scoperte in soluzioni pratiche, capaci di migliorare la nutrizione e la salute pubblica in tutto il mondo. La lattuga dorata potrebbe diventare solo il primo passo verso un futuro in cui il cibo è non solo nutriente, ma anche parte della soluzione per risolvere problemi globali.

Donato Liberto
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