Per ottenere il risultato i ricercatori hanno preso una lattuga, una minuscola particella d’oro e una specie di pistola genetica. Sulle particelle hanno caricato il gene che contiene le istruzioni per produrre la mioglobina del maiale, poi le hanno sparate nelle cellule delle foglie. La pianta è cresciuta, ha prodotto semi e, soprattutto, ha iniziato a fabbricare una proteina che normalmente troviamo nei muscoli degli animali.
È l’esperimento realizzato da ricercatori dell’Imperial College London e della startup britannica Kyomei e pubblicato su Frontiers in Plant Science. Gli scienziati sono riusciti a far produrre mioglobina a lattuga e tabacco modificando il DNA dei loro cloroplasti. L’obiettivo, un giorno, potrebbe essere usare le piante come piccole fabbriche per ottenere uno degli ingredienti capaci di rendere le alternative vegetali alla carne più simili all’originale. Quel “un giorno”, però, è ancora parecchio importante.
Perché proprio la mioglobina
La mioglobina è una proteina presente soprattutto nei muscoli dei vertebrati. Contiene eme, una molecola che lega il ferro, e contribuisce al colore della carne e ad alcune delle caratteristiche che percepiamo quando la mangiamo.
Per questo interessa molto a chi lavora sulle alternative vegetali. Fare un burger con proteine di piselli o soia è relativamente semplice; riprodurre contemporaneamente consistenza, colore, aroma e sapore della carne è un altro mestiere. La mioglobina potrebbe diventare uno degli ingredienti utili per avvicinarsi a quel risultato.
I ricercatori hanno scelto i cloroplasti, le strutture delle cellule vegetali che permettono alle piante di fare la fotosintesi. Possiedono anche un proprio piccolo DNA e, dentro una singola cellula, ce ne sono parecchi. In termini molto semplici: se vuoi convincere una pianta a produrre una proteina, avere tante copie della “fabbrica” può tornare comodo.
Ed è successo proprio questo. Nel tabacco la produzione di mioglobina ottenuta modificando i cloroplasti è risultata almeno tre volte superiore rispetto a quella ottenuta inserendo il gene nel DNA del nucleo della cellula.
Quanta “carne” produce una lattuga? Molto meno di quanto sembri
Qui conviene tenere a bada l’immaginazione: la lattuga non si è trasformata in una bistecca e nessuno nello studio l’ha assaggiata per verificare se sapesse di carne.
Nelle foglie secche di lattuga i ricercatori hanno stimato circa 810 milligrammi di mioglobina per chilogrammo; nel tabacco circa 800 milligrammi. Nella carne vera le concentrazioni sono decisamente superiori: lo studio cita valori nell’ordine di diversi milligrammi per grammo di peso secco. Gli stessi autori precisano inoltre che le quantità ottenute nelle piante sono stime basate su un numero limitato di campioni e devono ancora essere ottimizzate.
C’è poi un secondo ostacolo. Una mioglobina utile deve riuscire a legare bene l’eme, la parte contenente ferro. Nella proteina estratta dal tabacco solo circa il 35% risultava legato all’eme, contro circa l’80% della mioglobina prodotta per confronto nel batterio Escherichia coli. La proteina vegetale aveva comunque una struttura compatibile con quella correttamente ripiegata, ma gli autori indicano proprio la disponibilità di eme come uno dei problemi da risolvere.
Insomma, la fabbrica funziona. La catena di montaggio ha ancora qualche pezzo da sistemare.
Perché usare una lattuga per produrre proteine animali
Oggi proteine di origine animale destinate a nuovi alimenti possono essere prodotte anche attraverso microrganismi modificati, come batteri e lieviti, coltivati nei bioreattori. È la cosiddetta fermentazione di precisione, una tecnologia che dispone già di processi industriali molto più rodati.
Le piante potrebbero offrire un’altra strada. Si coltiva la biomassa, si raccolgono le foglie e si estrae la proteina desiderata. Nel caso della lattuga c’è un vantaggio evidente: è già una pianta commestibile. Secondo gli autori questo, in prospettiva, potrebbe rendere più semplici alcuni passaggi di purificazione rispetto a una pianta come il tabacco.
Il gruppo ipotizza anche che la lattuga modificata possa essere studiata in futuro come alimento arricchito con ferro eme. Siamo ancora nel campo delle possibilità: prima servirebbero verifiche sulla sicurezza, sul comportamento della proteina negli alimenti, sul sapore e naturalmente le autorizzazioni previste per organismi geneticamente modificati e nuovi ingredienti alimentari.
Il vantaggio ambientale per ora è una possibilità
C’è infine la questione che rende questo lavoro particolarmente interessante per le alternative alla carne. Gli allevamenti richiedono terra, acqua e mangimi e sono responsabili di una quota importante delle emissioni di gas serra. I ricercatori ritengono che produrre mioglobina nelle piante possa richiedere molte meno risorse rispetto a ricavarla dagli animali e stimano che, aumentando le rese, la produzione per ettaro potrebbe diventare competitiva.
Lo studio, però, non ha misurato direttamente l’impronta ambientale di una produzione industriale. Non abbiamo ancora ettari di lattuga alla mioglobina, impianti di estrazione funzionanti su larga scala o un’analisi completa di acqua, energia ed emissioni necessarie per arrivare all’ingrediente finale. Il possibile vantaggio ambientale andrà quindi dimostrato lungo tutta la filiera.
C’è anche un legame industriale da conoscere: due autrici lavorano per Kyomei e il dottorato della prima autrice dello studio, Alexia Groff, è stato finanziato in parte dalla stessa società insieme all’Engineering and Physical Sciences Research Council britannico. Tutto è dichiarato nell’articolo scientifico.
Per ora rimane un risultato molto più semplice della bistecca coltivata nell’orto, e forse proprio per questo interessante: una lattuga è riuscita a produrre stabilmente una proteina tipica del muscolo animale e a trasmettere questa capacità ai propri semi. Per sapere se finirà davvero dentro un burger vegetale servono ancora parecchi esperimenti. La lattuga, intanto, ha fatto la sua parte.
Fonte: Frontiers in Plant Science