Piante OGM: cosa sono, da dove arrivano e come arrivano sulle nostre tavole

Cosa sono gli OGM? Quanti alimenti geneticamente modificati finiscono sulle nostre tavole? Fanno male o sono alla pari di quelli non modificati? E sopratutto, siamo sicuri che l’inizio del loro impiego risale al nostro secolo? Cerchiamo di fare chiarezza.

Il tema OGM (organismi geneticamente modificati) è una delle discussioni più accese degli ultimi anni. Ci sono vari leggi che regolano la loro diffusione sulle nostre tavole e altre che ne regolamentano la definizione stessa. Un organismo geneticamente modificato non è necessariamente meno salutare di uno che cresce senza l’intervento dell’uomo e nel corso dell’articolo capiremo il perché.

Cosa è una pianta OGM?

Quando parliamo di un vegetale modificato geneticamente ci riferiamo ad una pianta a cui è stato inserito un gene aggiuntivo all’interno del proprio genoma. Il gene esogeno è definito transgene, stabilmente inserito nel genoma della pianta, normalmente duplicato, trascritto e tradotto, a pari di tutti gli altri geni, e di conseguenza esso è normalmente trasmesso alla progenie, sia che essa derivi da un’autofecondazione sia da un incrocio. La proteina derivante dell’espressione del genere è definita come proteina ricombinante. Nel processo di trasformazione, ovvero il processo che dà vita a una pianta transgenica, viene inserito oltre al gene utile, anche un marcatore di selezione, ovvero un gene che consenta alla pianta di resistere ad un marcatore di selezione come può essere un antibiotico. Perchè si aggiunge quest’altro gene? Perchè l’inserzione del transgene all’interno del genoma della pianta non è un processo con una resa di successo totale, quindi il marcatore consente di capire quali piante hanno correttamente integrato il gene, ovvero viene usato l’antibiotico per il quale la pianta dovrebbe essere resistente, in modo da selezionare solo le piante che sopravvivono ad esso, che sono quindi quelle che hanno integrato il marcatore e di conseguenza il gene utile. Questo suscitò polemiche relative alla questione per cui i prodotti che erano resistenti agli antibiotici, una volta ingeriti potessero trasmettere la resistenza anche ad organismi patogeni, anche se questa probabilità sia davvero bassa (dalle 10^-12 alla 10^-26), ma nonostante ciò l’Organizzazione Mondiale della Sanità dal 2002 in poi raccomanda l’utilizzo di marcatori alternativi alla resistenza ad antibiotici. La potenzialità dei meccanismi per l’integrazione di un transgene trova le sua massime potenzialità nel fatto che non solo i geni di origine vegetale possono essere funzionali in una pianta, ma anche geni provenienti da virus, batteri e animali. Questo allarga esponenzialmente le applicazioni e gli utilizzi delle biotecnologie in agricoltura, come la produzione di biomateriali o biofarmaci. Si definisce quindi transgene un gene proveniente da un organismo filogeneticamente lontano dall’organismo da modificare, mentre cisgene quando il gene proviene dalla stessa specie.

Da quanto tempo modifichiamo gli organismi?

Siamo sicuri che i cibi che da sempre troviamo sulle nostre tavole provengano completamente da una selezione non influenzata dall’uomo? Grani, pomodori o mele, non crescono spontaneamente in natura, ma solo in campi, orti o frutteti. Un esempio comune è il mais. La specie che oggi coltiviamo per ricavare il mais è la Zea mays, che deriva però dal teosinte, una pianta spontanea che cresce nella regione del Rio Balsas, nel Messico. Queste due piante hanno davvero poco in comune, la teosinte è una pianta cespugliosa e che portano pochi frutti, mentre quella del mais ha enormi spighe ed è ricca di cariossidi. Come si è trasformata senza l’uso delle biotecnologie? Circa 8.000 anni fa, l’uomo del Neolitico iniziò a selezionare le piante vantaggiose per la propria alimentazione, selezionando le piante che avevano mutazioni spontanee vantaggiose per sé stesso, questo processo, noto come domesticazione, è ciò che è avvenuto per tantissime piante, tra cui quella della teosinte, la quale subì una mutazione genetica spontanea sul gene tb1 che regolava il numero di culmi della pianta o come il tga1 che controlla la presenza di glume sulle cariossidi. Attraverso il ripetuto processo di selezione di piante con pochi culmi e cariossidi nude, i nostri antenati hanno modificato la struttura genetica della teosinte rendendola come quella che oggi chiamiamo pianta del mais. Questo processo è toccato a tante altre piante che danno frutti che oggi troviamo nei nostri negozi. L’uomo, però, si è accorto col tempo che i ripetuti cicli di selezione diminuivano la variabilità genetica. In soccorso a questo problema venne la scoperta (riscoperta, per meglio dire) delle leggi dell’ereditarietà agli inizi del XX secolo, ovvero la possibilità di incrociare in modo controllato individui della stessa specie o di specie diverse, dando vita al concetto di ibridazione genetica. L’ibridazione è ovviamente applicabile solo a piante sessualmente compatibili, poiché prevede un incrocio, tramite il quale due piante con caratteristiche diverse si sono potute trasmettere caratteri che potevano essere utili ad esempio lla coltivazione,  all’adattamento oppure per la commerciabilità di un prodotto. Procedendo con l’evoluzione, verso gli anni ’40 del XX secolo, l’uomo iniziò ad usare il meccanismo della mutagenesi, applicabile anche ad organismi non sessualmente compatibili. Questo programma prevedeva il trattamento dei semi con agenti fisici o chimici che creassero mutazioni al fine di selezionare poi mutazioni che tornassero utili. Un esempio proveniente da questo tipo di metodica sono i Cappelli e Creso, capostipiti dei moderni grani duri italiani. Gli anni ’70 portarono con sé  l’avvento delle biotecnologie, che utilizza tecniche genetiche tra cui quelle applicate a DNA ricombinante. Una delle grandi applicazioni delle biotecnologie sono connesse alla costituzione e alla coltivazione del tema centrale della nostra discussione, le piante OGM.

Come si costituisce una pianta transgenica?

Il protagonista nella tecnologia transgenica è l’ Agrobacterium tumefaciens, un batterio patogeno che provoca nelle piante la crescita abnorme di alcuni tessuti, formando escrescenze denominate crow galls. Durante l’infezione l’Agrobacterium integra parte del suo DNA stabilmente nel genoma della pianta. I biotecnologi hanno sfruttato questa particolarità per la produzione di piante transgeniche. L’Agrobacterium oltre al DNA contenuto nel cromosoma batterico, possiede un plasmide (porzione del batterio che continiene DNA codificante “extra”) di grosse dimensioni definito Ti Plasmid (tumor inducing plasmid) proprio perchè possiede la regione che non solo regola il processo di infezione, ma anche la regione che verrà integrata nel genoma della pianta, ed è quella che provoca la crescita delle crow galls. Come si sfrutta questo meccanismo? La porzione di DNA che si trasferisce dal batterio alla pianta è chiamato T-DNA, che nel nostro caso viene aggiunto da un gene di interesse, ovvero un gene che integrato nella pianta conferisce ad essa particolari resistenze o particolari caratteristiche utili. Una volta inserito il transgene e il marcatore di selezione nella porzione di T-DNA, vengono coltivati gli espianti in presenza di Agrobacterium, consentendone l’infezione. A questo punto le piante vengono trasferite su un terreno di coltura contenente un agente selettivo, per consentirci di differenziale le piante che hanno integrato il transgene col suo marcatore da quelle che non lo hanno fatto. Le piante vengono poi fatte crescere in presenza di auxinacitochinina per indurre la proliferazione dei calli formati a causa del batterio e poi radicate in presenza di acido neftalenacetico per favorire il differenziamento del callo in radici e per la crescita dell’apparato radicale. Le piante sono poi trapiantate in vasi e poi in serra per completare il ciclo biologico.

Dati e normative degli OGM

Dall’anno in cui le piante OGM sono entrate nel mondo dell’agricoltura (1996), 29 differenti specie di piante OGM hanno ottenuto l’approvazione per la coltivazione e/o commercializzazione in diversi Paesi del mondo. Dal 1996 al 2015 la superficie coltivata a transgenico è passata da 1,7 milioni di ettari a 179,7 milioni di ettari, coinvolgendo 18 milioni di agricoltori, in 28 diverse nazione, a testa delle quali si trovano gli Stati Uniti con 39% della superficie globale di terreno a coltivazione transgenica. In Europa, sebbene diverse piante abbiano ottenuto l’autorizzazione per l’importazione e la commercializzazione, solo una pianta, il cosiddetto mais Bt, è coltivata in Europa, in 5 paesi: Spagna (90% del totale europeo), Portogallo, Repubblica Ceca, Slovacchia, Romania. Globalmente sono tante specie transgeniche coltivate ma volendo racchiuderle in 4 colture maggiori possiamo citare la soia, mais, cotone e colza, alle quali sono stati ingegnerizzati principalmente 2 geni: uno per la resistenza agli erbicidi e l’altro per la resistenza agli insetti. L’obiettivo primario per la nuova generazione di piante OGM è quello di transgeni per la resistenza alle patologie virali, batteriche e fungine, un miglior adattamento ai cambiamenti climatici, un aumento valore nutritivo e la capacitò di produrre biomolecole di interesse farmacologico o industriale. Ad esempio la Papaya Hawaiana subì negli anni ’90 un calo pruduttivo maggiore del 30% a causa di un virus, l’inserimento di un transgene ha protetto in seguito la pianta dal virus. Già adesso le biotecnologie hanno salvato piantagioni di piante del mais, canna da zucchero e soia dalla siccità. Alla fine di questo articolo abbiamo dedotto che pur operando con approcci diversi tutte le strategie di miglioramento genetico apportano modifiche nel genoma della pianta, non riservando dunque la denominazione OGM soltanto alle piante biotech, da cui proviene dunque l’ambiguità della definizione stessa adottata nella giurisprudenza europea (direttiva UE, 2001/18/CE), in quanto definisce un OGM come “un organismo il cui materiale genetico è stato modificato in modo diverso da quanto avviene in natura”. Inoltre è importante precisare che diversamente da quanto avviene in programmi di ibridazione o selezione, l’approccio transgenico consente un intervento “chirurgico” sul genoma della pianta, poiché inserisce un solo transgene lasciando inalterata la restante parte del genoma originario, non influendo quindi sulla biodiversità e variabilità genetica presente in natura.

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