Quanti geni in un chicco di riso

Il riso ha più geni degli esseri umani. È questa una delle scoperte rese possibili dal sequenziamento del genoma di uno degli alimenti più diffusi al mondo. Lo studio, pubblicato su Science, è stato condotto dal Genome Center di Beijing e Hangzhou, un centro di ricerca genetica cinese fondato dall’Università di Washington, e ha analizzato la varietà “Oryza sativa indica”, la sottospecie più diffusa in Cina e nelle altre regioni asiatiche che si affacciano sull’Oceano Pacifico. Dal suo incrocio con altre varietà si produce infatti un super-ibrido che garantisce un rendimento per ettaro il 20-30 per cento superiore a quello di altre sementi. Ora la sequenza dei suoi geni è depositata presso la GenBank, il database genetico dei National Insititutes of Health, ed è a disposizione dei ricercatori di tutto il mondo. Sullo stesso numero del giornale scientifico statunitense appare anche un altro studio sul sequenziamento del riso. Questa volta a dare l’annuncio è un’azienda, la Syngenta (risultato della fusione dei settori agricoli delle farmaceutiche Novartis e AstraZeneca), che è riuscita a mettere insieme i geni di una varietà diversa, la “japonica” o sottospecie Nipponbare. Il genoma di questo riso, tipico delle zone aride, permetterebbe di individuare il gene responsabile della sintesi del beta carotene, il pigmento vegetale che facilita la produzione della vitamina A. Non solo. Le informazioni genetiche così ottenute, secondo la Syngenta, getterebbero le basi per la realizzazione di sementi più resistenti ai pesticidi e aumenterebbero le possibilità di utilizzare i cereali per la costruzioni di mattoni e per il filtraggio dell’acqua. Una ricerca, questa, che non ha mancato di sollevare polemiche. I dati su cui si basa il sequenziamento e i risultati dello stesso sono infatti proprietà della Syngenta e per accedervi i ricercatori devono sottoscrivere un accordo con l’azienda.

Il genoma del riso è il più piccolo fra i cereali e si pensa possa essere un buon modello per lo studio dei genomi di altre colture come grano e mais, 40 volte più grandi: conta tra i 46 mila e i 55.600 geni contro i 30/40 mila di quello umano, e contiene 466 milioni di coppie di basi, 3,7 volte di più dell’unica altra pianta sequenziata finora, l’Arabidopsis thaliana, ma ben 6,7 volte di meno del genoma umano. La lunghezza media dei geni è quindi minore nel riso piuttosto che nell’essere umano. Un indicatore, questo, di meccanismi differenti di produzione delle proteine. “La duplicazione di piccoli geni”, suggerisce Jun Yu, uno degli autori della ricerca cinese, “potrebbe portare a una diversità nelle proteine che risponde a un’esigenza adattativa da parte delle piante. I vertebrati, come gli umani, possono generare differenti proteine attraverso il meccanismo di “splicing” genetico che spezza e ri-assembla geni relativamente grandi in nuove combinazioni”. In altre parole i sistemi più sofisticati di produzione delle proteine presenti nell’organismo umano consentono di avere un numero inferiore di geni. Ancora dal confronto con l’Arabidopsis, la pianta della mostarda, è stato possibile capire alcune caratteristiche genetiche delle due maggiori classi di piante: monocotiledoni e dicotiledoni, a seconda cioè che abbiano uno o due foglie embrionali all’interno del seme. L’80,6 per cento dei geni della pianta della mostarda si trovano anche nel riso, mentre solo il 48,4 per cento dei geni della “indica” appaiono anche nell’Arabidopsis. Un’asimmetria che suggerisce come il genoma del riso possa essere il risultato di una duplicazione genetica massiccia, e può gettare luce su come, circa 200 milioni di anni fa, le due classi vegetali si siano evolute e differenziate.

La precisione del lavoro condotto al Genome Center cinese è stata valutata confrontando i dati ottenuti con le sequenze genetiche del riso contenute nel database del Progetto Genoma Umano. È stato così possibile stabilire che il genoma della “indica” copre il 92 per cento dell’intero genoma del riso. Ma i ricercatori hanno già annunciato una seconda fase del loro studio nella quale forniranno una sequenza più dettagliata, in grado di assegnare a ogni gene una categoria funzionale precisa. La decisione di pubblicare questa prima copia del sequenziamento, invece, ha riposto prima di tutto a delle esigenze di collaborazione scientifica: “Vogliamo incoraggiare il mondo scientifico a condurre maggiori ricerche sul riso. E l’unico modo per farlo era quello di fornire delle informazioni”, ha concluso Yu.