Realizzato un micro pomodoro per i viaggi nello spazio

Linea di pomodoro MicroTom ingegnerizzato di fenotipo viola (purple)

Si tratta di un progetto ENEA. Grazie all’ingegneria genetica, questo pomodoro resiste alle radiazioni cosmiche

  

Un limite importante per l’uomo nello spazio è l’alimentazione. Gli effetti delle radiazioni cosmiche sono nocivi per molti prodotti ortofrutticoli, così l’assenza di terra da coltivare e tutto ciò che ne comporta. Le tecniche idroponiche oggi permettono ai prodotti di crescere senza l’uso della terra, ma in orbita tutto cambia.

Una ricerca ENEA sta cambiando le cose. Un gruppo di ricercatori, nell’ambito dei progetti HORTSPACE e BIOxTREME, finanziati dall’Agenzia Spaziale Italiana, ha realizzato un pomodoro nano arricchito di molecole antiossidanti, utili per la dieta degli astronauti nelle missioni di lunga durata e in grado di resistere alle radiazioni dell’ambiente spaziale. I risultati sono stati pubblicati sulle riviste scientifiche, Frontiers in Astronomy and Space Sciences e Frontiers in Plant Sciences.

Pomodori MicroTom biofortificati. In particolare si tratta del fenotipo magenta che contiene una copia del fattore della trascrizione che regola la biosintesi delle antocianine e che ha il caratteristico colore magenta della bacca in maturazione.

“Nella roadmap di esplorazione umana dello spazio profondo in cui la Luna sarà tappa fondamentale verso Marte, gli astronauti dovranno autosostentarsi con le risorse a disposizione”, spiega Silvia Massa del Laboratorio ENEA di Biotecnologie. “Queste piante – aggiunge – forniranno cibo fresco e salutare senza necessità di rifornimenti dalla Terra e rappresenteranno la principale fonte di molecole ad alto valore aggiunto, come antiossidanti e biofarmaci, a supporto della vita nei futuri avamposti spaziali”.

In questo scenario, infatti, l’ambiente confinato, le differenti condizioni di gravità rispetto alla Terra e le radiazioni ionizzanti condizioneranno non solo la salute dell’uomo, ma anche la produttività delle piante e la qualità del cibo, potendo generare stress ossidativo e danni al DNA.

Sin dal 2014 nell’ambito del progetto BIOxTREME, ENEA ha studiato come le piante alimentari possano crescere in modo adeguato in un ambiente extraterrestre, arrivando a sviluppare un vero e proprio modello. In seguito, nell’ambito del progetto HORTSPACE, i ricercatori hanno valutato i requisiti di produttività e di qualità anche nello spazio, studiando come le radiazioni influenzino la fisiologia di queste piante, sottoposte alla simulazione di un ambiente spaziale. Rispetto alle piante non ingegnerizzate, il pomodoro sviluppato da ENEA – ribattezzato ‘San Marziano’ dai ricercatori – ha dimensioni più compatte e un maggior contenuto di antocianine, con trascurabili variazioni di crescita e fotosintesi.

Pomodoro MicroTom. Nella parte centrale della foto visibile la varietà nana di pomodoro MicroTom non modificato con grappoli di bacche in diversi stadi di maturazione e quindi in diversi colori: dal verde, immaturo, al giallo nello stadio intermedio, fino all’arancione nello stadio successivo.

“Ad oggi, gli esperimenti dalla NASA sulle piante al di fuori dell’ambiente terrestre hanno consentito valutazioni microbiologiche su specie edibili ma non studi sulle performance delle piante e degli alimenti derivati”, sottolinea Silvia Massa. “Grazie al nostro modello realizzato in collaborazione con l’Università di Amsterdam – Swammerdam, siamo riusciti a ‘riaccendere’ nel pomodoro la biosintesi delle antocianine che è ‘dormiente’ nelle specie attualmente coltivate, ottenendo così il pomodoro biofortificato e, per la prima volta al mondo in modo così sistematico, abbiamo studiato gli effetti delle radiazioni ionizzanti durante l’intero ciclo vitale, oltre che sui principali indici del metabolismo primario e secondario”, conclude Massa.

Il team ENEA si è avvalso per le ricerche dell’impianto Calliope nel Centro Ricerche Casaccia (Roma). “Si tratta di una facility di irraggiamento dalle caratteristiche uniche nel panorama italiano ed europeo, in grado di simulare alcune delle condizioni presenti nello Spazio e utile per conoscere e prevenire gli effetti che l’ambiente spaziale – e le radiazioni di cui è ricco – possono provocare sull’uomo e sui dispositivi tecnologici”, sottolinea Alessia Cemmi, responsabile del Laboratorio ENEA di Sistemi nucleari innovativi.

La ricerca ENEA sulle biotecnologie punta allo sviluppo sia di piante resistenti a condizioni estreme (deserti, basi antartiche o ambienti disagiati come le basi militari) che di piante “biofabbrica” per la produzione di molecole di interesse farmaceutico.

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