Epigenetica: il progetto del Cnr su mais e vite

Nel corso degli ultimi decenni le ricerche nel campo dell’epigenetica umana hanno fatto dei passi da gigante: sappiamo, infatti, che le esperienze possono alterare la capacità di espressione dei geni, senza modificare la sequenza del DNA. E che questi meccanismi sono alla base di processi fondamentali per la vita, come l’adattamento all’ambiente, il metabolismo e lo sviluppo embrionale. Scoperte che hanno aperto la strada a nuovi potenziali trattamenti per il cancro come per l’epilessia, e che potrebbero avere interessanti ricadute anche in campi completamente differenti, come l’agricoltura. Ma, nonostante molte informazioni siano state prodotte su piante modello, ancora poco si conosce sul conto di specie d’interesse agrario. A colmare la lacuna ci stanno pensando i ricercatori al lavoro su Epigen, progetto del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) iniziato nel 2013, che terminerà nel 2018. Ne abbiamo parlato con Serena Varotto, docente nel dipartimento di Agronomia dell’Università di Padova, che – nell’ambito di Epigen – coordina gli studi sulle piante.

Professoressa Varotto, qual è l’oggetto della vostra ricerca?
“Stiamo studiando il modo in cui i meccanismi epigenetici regolano l’espressione dei geni sia nel mais che nella vite. Più nel dettaglio: nel mais siamo interessati in primo luogo a capire come, a livello epigenetico, la pianta risponde agli stimoli ambientali, quali ad esempio lo stress ambientale e in particolare a condizioni di siccità e salinità dei terreni. Poi ad analizzare l’effetto che lo stress può avere non solo nell’ambito della stessa generazione vegetativa, ma anche in generazioni successive. In altri termini: se esiste una sorta di memoria dello stress, o se una volta finite le condizioni ‘stressanti’ si ritorna alla condizione originaria. Per quel che riguarda la vite, ci siamo concentrati nell’analizzare come i meccanismi epigenetici, interagendo con l’ambiente, influiscano sulle caratteristiche di un determinato vitigno”.

Quali sono state le scoperte fino ad ora?
“È difficile sintetizzare i risultati complessivi. Ma, per esempio, al momento abbiamo notato che in presenza di condizioni di stress, la fioritura del mais viene ritardata. Un rinvio che potrebbe essere dovuto a una regolazione di tipo epigenetico, cioè al fatto che lo stress va ad alterare l’espressione dei geni agendo su meccanismi di regolazione di tipo epigenetico. Alla rimozione dello stress e dopo un periodo di recupero, l’espressione dei geni viene di nuovo lentamente attivata, consentendo alla pianta di entrare in fioritura”.

Che cosa resta da fare?
“Sappiamo che nel mais lo stress provoca una variazione a livello di comportamento della pianta che si realizza nell’alterazione dell’espressione di alcuni geni. Invece ciò che non sappiamo è se i meccanismi epigenetici danno, appunto, una memoria che sia in qualche modo definitiva”.

Perché è importante?
“Se la pianta ha memoria dello stress, potremo sfruttare questa memoria per selezionare piante più resilienti alla siccità o alla salinità dell’acqua. E, più in generale, a condizioni climatiche maggiormente variabili. Caratteristiche non da poco considerato, da un lato, il cambiamento climatico e, dall’altro, il crescente fabbisogno alimentare”.

Riferimenti: EPIGEN