OGM, tra scienza e falsi miti

di Giuseppe Annunziata e Angela Arnone

OGM – ORGANISMI GENETICAMENTE MODIFICATI

Oggigiorno, quella degli OGM è una questione alquanto dibattuta tra opinione pubblica e comunità scientifica. A contendersi la reputazione di questi organismi sono, perlopiù, scienziati, agricoltori, organi politici, industrie alimentari. Il punto nevralgico della situazione è uno: gli OGM sono dannosi o meno alla salute umana? Certo è che gli OGM hanno portato ad una notevole riduzione del consumo di insetticidi, il cui meccanismo d’azione, basato sull’inibizione della trasmissione dell’impulso nervoso a livello della giunzione neuromuscolare, è il medesimo in insetti e vertebrati, tra cui l’Uomo. È, inoltre, da sottolineare che gli OGM usati come mangime per animali (per esempio le mucche) non determinano l’animale stesso un OGM: non viene trasferito l’organismo nel prodotto finale (per es. il latte).

L’unica specie di mais OGM di cui è autorizzato il consumo umano ed animale in tutta Europa è quella indicata dalla sigla ‘NK603’, tollerante all’azione degli erbicidi.

Attualmente, circa il 60% del mais italiano non-OGM è vietato al consumo umano a causa dell’elevato contenuto di fumonisine, micotossine derivanti dal genere di funghi Fusarium; di tali tossine è stata accertata una possibile eziologia nella genesi di tumori all’esofago e nel mancato assorbimento di acido folico.

BACILLUS TURINGENSIS – L’INSETTICIDA BIOLOGICO

Una delle maggiori applicazioni relative agli OGM è dovuta all’osservazione della biologia di un particolare tipo di batterio, Bacillus turingensis. Si tratta di un batterio Gram positivo, sporigeno. Fu osservato che, laddove su alcune piantagioni v’era la presenza di questi bacilli, lo stesso organismo vegetale risultava protetto dall’attacco dei parassiti. Uno dei principali parassiti di piante quali il mais o la soia è la piralide nello stadio larvale. L’azione insetticida ascrivibile a questo bacillo è data dalla presenza, nel suo genoma, di un gene che codifica per una particolare proteina che agisce sulla piralide a livello intestinale: quando tale proteina (per ingestione, da parte della piralide, della foglia su cui è presente B.turingensis) entra nel sistema digerente dell’insetto, l’ambiente basico facilita la sua attivazione che viene, poi, completata per azione di specifiche proteasi. La proteina così attiva interagisce con uno specifico recettore sulla membrana degli enterociti, creando dei pori che provocano uno scambio tra il materiale del lume intestinale, il ché determina la morte dell’animale. La cosa interessante è che tale proteina è del tutto innocua all’Uomo, dal momento che nei Vertebrati non sono presenti né le proteasi necessarie per la sua attivazione, né il recettore specifico a livello della membrana delle cellule intestinali. Studi successivi hanno portato al clonaggio di questo gene ed all’ottenimento della proteina purificata.

AGROBACTERIUM TUMEFACIENS – IL TUMORE DEL COLLETTO

Agrobacterium tumefaciens è un batterio Gram negativo, bastoncellare, in grado di trasferire il proprio materiale genetico ad una cellula vegetale mediante infezione a livello di ferite nel fusto, determinando, in tal modo, una caratteristica forma tumorale della pianta che prende il nome di ‘galla del colletto’. La formazione di questa massa tumorale è dovuta, nello specifico, al trasferimento di un plasmide di A.tumefaciens (in grado di integrarsi nel genoma della cellula vegetale) contenente un gene che codifica per un ormone della crescita che induce, nelle cellule vegetali, una proliferazione incontrollata delle stesse, dunque, il tumore. L’azione di A.tumefaciens determina un vantaggio univoco, in direzione della cellula batterica che viene contenuta all’interno della massa tumorale, ove sono presenti prodotti della fotosintesi e della trasformazione degli amminoacidi, a disposizione del batterio stesso.

MAIS E SOIA OGM – LE PIANTE AUTOPROTETTE

Alla luce delle osservazioni sopracitate, la ricerca ha permesso di combinare le due esperienze per creare organismi transgenici, organismi dotati, a livello del proprio genoma, di geni appartenenti ad un’altra specie.

Mediante l’uso di enzimi di restrizione, è stato possibile “tagliare” il gene che codifica per la proteina BT (la tossina prodotta da B.turingensis) ed inserirlo all’interno del plasmide di A.tumefaciens, sostituendolo al gene che codifica per l’ormone della crescita responsabile della formazione del tumore del colletto. Tale plasmide ricombinante, clonato in E.coli, è stato trasferito ad A.tumefaciens. Con quest’ultimo si è determinata l’infezione della cellula vegetale che vedrà, questa volta, il trasferimento di un plasmide contenente il gene BT che verrà integrato nel genoma della cellula vegetale la quale sarà, dunque, in grado di esprimere autonomamente la proteina originariamente di B.turingensis, pertanto, risulterà “autoprotetta” dall’attacco della piralide.

ALTRE APPLICAZIONI DEGLI OGM

Partendo dall’esperienza di B.turingensis ed A.tumefaciens, sono state sperimentate altre applicazioni. In alcune piante di fragole sono state indotte infezioni da parte di A.tumefaciens, nel quale plasmide era stato inserito il gene che codifica per le CSP (ColdShock Proteins). Si tratta di proteine che inibiscono la formazione di strutture secondarie a livello dell’mRNA dovute alle basse temperature, il ché impedisce la normale traduzione dello stesso. Tale applicazione ha permesso, dunque, di eseguire la crescita di piante di fragole anche in periodi e luoghi in cui le temperature medie sono al di sotto di quelle tollerate dall’organismo vegetale. Un altro esempio è dato, invece, dalle  piante di pomodori qualità “San Marzano”. Anni addietro, queste piante hanno subito una forte epidemia da virus del mosaico che ne ha decimato intere coltivazioni. Per risolvere questo problema, si è scelto di agire a livello dell’interazione ‘virus-recettore’: piuttosto che rimuovere, dal genoma della pianta, il gene che codifica per la proteina ad attività recettoriale, si è deciso si mutare lo stesso alterandone la sequenza nucleotidica, così da creare un gene che codificasse per una proteina difettiva a livello della sequenza amminoacidica che, pertanto, non sarebbe stata correttamente riconosciuta dal virus evitandone, così, l’interazione.

CONCLUSIONI

Da quanto finora detto, si evince che, nonostante la diffusa opinione comune, gli OGM sono tutt’altro che dannosi per la salute umana.

Attualmente la legislazione vigente in Italia ne vieta la produzione o, quantomeno, impone severe limitazioni per quanto concerne la ‘manipolazione’ del genoma dell’organismo in questione. Nello specifico, la legge italiana obbliga lo 0.9% di DNA transgenico come limite massimo per la definizione di un alimento ‘OGM FREE’.

L’attività di controllo sugli alimenti da parte delle aziende ministeriali, prevede l’utilizzo di specifiche tecniche di laboratorio per controllare l’effettiva frazione di DNA transgenico nell’ambito del DNA totale, quali la RealTime PCR. Questa tecnica fa uso di una sonda marcata e due primers, appositamente disegnati per legarsi in una regione di omologia in corrispondenza dello specifico gene da ricercare. Alcune aziende agricole, per sfuggire a tali controlli, modificano la sequenza del gene, nei punti in cui si è certi che si  leghino i primers.  Per esempio, un codone per la Leu si può sostituire questo con uno degli altri cinque a disposizione. A tale scopo vengono disegnati  primers in quelle zone del gene più difficilmente modificabili, in particolare dove ci sono codoni per Met  o Trp, unici per questi due amminoacidi. Ancora, si potrà usare una miscela di primers (varie coppie) in vari punti del gene in modo da rendere impossibile la modificazione. Con la RealTime PCR, infine, si misura proprio la presenza del transgene applicando la formula:

        % di OGM =                DNA rilevato
                                   -----------------------
                                       DNA endogeno

(tratto da "OGM, tra scienza e falsi miti" - tesina d'esame di Genetica ed Ingegneria genetica - Università degli Studi di Napoli, Federico II - autore Angela Arnone)

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