La necessità di soluzioni innovative per la sicurezza alimentare
La crescente popolazione mondiale richiede urgentemente soluzioni innovative per garantire la sicurezza alimentare. In un contesto in cui le risorse di terra e nutrienti sono limitate, i ricercatori della Technische Universität München (TUM) stanno intraprendendo un percorso di ricerca volto ad aumentare i raccolti attraverso un processo noto come evoluzione diretta continua. Questo ambizioso progetto è guidato dal dott. Ulschan Bathe, il quale illustra gli obiettivi della ricerca e il suo potenziale impatto sulla sicurezza alimentare.
Obiettivi della ricerca sulla sicurezza alimentare
Il dott. Bathe e il suo team si concentrano sull’analisi di enzimi vegetali caratterizzati da una vita breve. Questi enzimi, a causa della loro rapida degradazione, necessitano di un frequente rinnovamento, il che comporta un notevole consumo di risorse da parte della pianta. Gli obiettivi principali della ricerca includono:
- Prolungare la vita degli enzimi attraverso un processo di evoluzione diretta
- Ridurre il fabbisogno di risorse per il rinnovamento degli enzimi
- Incrementare i raccolti e contribuire alla sicurezza alimentare globale
Il processo di evoluzione diretta continua
Il concetto di evoluzione diretta continua può sembrare quasi fantascientifico. Questo processo implica un’evoluzione accelerata, realizzata in un intervallo di tempo notevolmente ridotto rispetto ai tempi naturali. In natura, il DNA subisce mutazioni genetiche a bassa frequenza. Quando tali mutazioni conferiscono un vantaggio competitivo, l’organismo con il genoma mutato ha maggiori probabilità di prevalere. Nel laboratorio, il team sfrutta questo principio per studiare gli enzimi a vita breve, inducendo tassi di mutazione più elevati nei geni di interesse.
Utilizzo di organismi modello per la ricerca
Per accelerare ulteriormente il processo evolutivo, le modifiche non vengono applicate direttamente alle piante, ma piuttosto a organismi modello a rapida riproduzione, come il lievito. Questo approccio consente di simulare l’evoluzione delle piante in un arco temporale di pochi giorni, rispetto ai 120.000 anni normalmente richiesti.
Trasferimento delle sequenze geniche modificate
Una volta evoluti, gli enzimi vegetali vengono trasferiti nelle piante da coltivazione, in particolare nelle piante di pomodoro, note per la loro facilità di manipolazione genetica. Le piante con sequenze geniche alterate saranno sottoposte a rigorosi esperimenti per verificare l’efficacia delle mutazioni introdotte. Gli obiettivi includono:
- Verificare se gli enzimi modificati hanno una vita più lunga nelle piante
- Valutare l’impatto delle modifiche sui raccolti
La scelta della TUM e del Hans Eisenmann Forum
La scelta della TUM e del Hans Eisenmann Forum come sede per questo progetto è strategica. Il dott. Bathe ha identificato la cattedra della prof.ssa Brigitte Poppenberger come la più adatta per le sue ricerche. La sinergia tra i loro interessi di ricerca e l’eccellente infrastruttura disponibile ha reso la TUM un ambiente ideale per il progetto.
Finanziamento e opportunità di sviluppo
Il finanziamento ricevuto per il Junior Research Group dall’Elite Network of Bavaria rappresenta un supporto fondamentale per il progetto. Questo sostegno consente di ampliare il numero di posizioni all’interno del gruppo di ricerca e offre opportunità preziose per lo sviluppo delle competenze trasversali necessarie in una carriera accademica. Gli studenti di dottorato possono:
- Scambiare idee e collaborare con esperti internazionali
- Trascorrere periodi di studio all’estero per arricchire la loro formazione
Il percorso accademico di Ulschan Bathe
Ulschan Bathe ha conseguito la sua formazione accademica presso l’Università di Halle-Wittenberg, dove ha ottenuto il dottorato presso l’Istituto Leibniz di Biochimica Vegetale. Dopo un periodo di ricerca all’Università della Florida, ha unito le sue forze con la cattedra di Biotecnologia delle Colture Orticole della prof.ssa Brigitte Poppenberger. La sua esperienza e il suo impegno nella ricerca rappresentano un valore aggiunto per il progetto, contribuendo a un futuro più sostenibile per la sicurezza alimentare globale.
