GrInSun: da Verona le proteine verdi che aiuteranno il futuro del pianeta 

La ricerca coordinata da Roberto Bassi, docente dell’università di Verona, sarà finanziata con 2,5 milioni di euro, grazie a un ERC Advanced Grant.

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GrInSun: le proteine verdi che raccolgono l’energia solare per aiutare il futuro del pianeta 

La vita sulla Terra è alimentata da piante e alghe unicellulari che si nutrono dei fotoni del sole. Anche animali, funghi e batteri dipendono dall’energia luminosa, ma, indirettamente, dato che si nutrono di piante ed alghe. Sebbene la luce solare sia disponibile in abbondanza, ha delle caratteristiche che ne rendono problematico l’uso da parte dei viventi, come la sua intensità variabile. 

Il progetto

Riuscire a sfruttare tutto il potere di questa energia verde è lo scopo del progetto “GrinSun – Harvesting Light for Life. Green Proteins at the Interface between Sun Energy and Biosphere”. Coordinato da Roberto Bassi, docente di Fisiologia vegetale nel dipartimento di Biotecnologie dell’ateneo scaligero, è finanziato dall’Unione europea, con 2,5 milioni di euro. 

Le problematiche legate all’utilizzo della luce solare

«Gli organismi autotrofi rappresentano più dell’80% della massa vivente, sul pianeta – spiega Bassi -. Ciò nonostante, l’efficacia con cui piante e alghe trasformano l’energia luminosa in biomassa è molto più bassa di quanto si creda comunemente. La luce solare è disponibile in abbondanza, ma le sue caratteristiche ne rendono problematico l’uso. La sua intensità è estremamente variabile, dipendendo dall’ora del giorno, la latitudine, e la stagione o, semplicemente, l’ombreggiamento da parte di altre foglie o delle nuvole».

L’efficienza fotosintetica

Aggiunge poi: «Ciò rende quindi il rifornimento di energia a limitante per la crescita o, al contrario, eccessivo, con il pericolo di mandare fuorigiri il motore metabolico che produce il nostro cibo e i combustibili. La rivoluzione verde della genetica nell’ultimo secolo abbia migliorato la produttività delle colture. Tuttavia, il processo fotosintetico è finora stato considerato troppo complesso per poterlo cambiare con cognizione di causa. Quindi, l’efficienza fotosintetica è rimasta invariata nelle attuali piante coltivate nonostante sia la componente principale della produttività delle piante».  

Gli obiettivi del progetto

Durante l’evoluzione, i geni che codificano per le proteine verdi si sono diversificati. Questo avviene per adattarsi alle condizioni dei diversi ambienti e permettere a piante ed alghe di sopravvivere alle condizioni avverse e riprodursi. Questa riserva di biodiversità genetica può essere esplorata per ingegnerizzare le colture per la produttività e per la sostenibilità ambientale. Ed è proprio questo lo scopo del progetto GrInSun. L’obiettivo è infatti comprendere il funzionamento delle proteine verdi che raccolgono l’energia del sole e la rendono utilizzabile per la vita sulla terra.  

L’iter progettuale

«Questo avverrà attraverso diverse strategie. Per prima cosa verrà identificata la funzione di ciascuna delle proteine verdi. In questo modo potranno venire assortire geneticamente per realizzare piante coltivate più produttive e resistenti alle condizioni ambientali avverse. Oltre a essere più produttive, tali piante saranno anche in grado di abbassare la temperatura del pianeta. Infatti, le nuove piante così prodotte saranno di colore verde chiaro. Una superfice più chiara del pianeta rifletterà in misura maggiore la luce del sole. Le colture agrarie coprono circa il 30% delle terre emerse e assorbono una grande quantità energia luminosa che per il 95% viene dissipata in calore.  Le piante verde chiaro emetteranno meno calore e abbasseranno la temperatura terrestre pur senza perdere in produttività». 

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Roberto Bassi
Roberto Bassi, docente di Fisiologia vegetale nel dipartimento di Biotecnologie dell’Università di Verona

I vantaggi dell’analisi genetica

L’analisi genetica delle proteine verdi permetterà, inoltre, di impararne la logica di funzionamento. Di conseguenza, sarà possibile fabbricarne di nuove, con le caratteristiche che ci sembreranno più opportune, per migliorare la vita sul nostro pianeta e riportarlo in equilibrio climatico. 

Bassi aggiunge un commento. «L’efficienza di queste proteine nel raccogliere i fotoni e regolare il trasferimento dell’energia è fondamentale per la crescita delle piante, sia spontanee che coltivate. Le ricerche hanno mostrato che ciascuna delle proteine verdi presenti negli organismi autotrofi, chiamate LHC, contribuisce in maniera specifica al processo fotosintetico. È quindi possibile modulare la composizione genica per migliorare l’efficienza delle piante e la resistenza in condizioni ambientali specifiche». 

Il finanziamento europeo 

«Quello ottenuto – conclude Bassi – è un finanziamento europeo cospicuo. Quest’ultimo riconosce la nostra eccellenza nella ricerca di base e applicata e permetterà per cinque anni al gruppo di ricerca formatosi presso l’università di Verona di potenziare concetti e intuizioni sviluppati in anni di lavoro». 

Gli scenari futuri possibili

Diversi sono gli scenari futuri possibili che scaturiranno da questi studi. Fra questi, ci saranno varietà di piante coltivate e di alghe unicellulari che si adatteranno a diverse condizioni di produzione. Vale a dire in serra o all’aperto, a diverse latitudini e altitudini, con un rendimento superiore nella produzione di cibo e combustibili biologici. Inoltre, le proteine ingegnerizzate potranno essere utilizzate nei pannelli solari i cui materiali diventeranno riciclabili.  

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