Sconfiggere i parassiti con l’astuzia
Nel contesto odierno in cui consumatori, coltivatori e autorità richiedono una riduzione nell’impiego dei pesticidi, i feromoni sessuali, ovvero sostanze chimiche prodotte in natura dagli insetti al fine di attirare un partner per l’accoppiamento, sembrano molto promettenti in relazione al controllo sostenibile dei parassiti agricoli. Il loro effetto benefico è ottenuto mediante la confusione sessuale: distribuendo piccole quantità di questo tipo di feromoni in campi o frutteti, i parassiti si confondono e non riescono a individuarsi a vicenda per riprodursi e proliferare. Ciononostante, i feromoni sessuali sono molecole complesse e la loro sintesi chimica richiede sostanze chimiche costose, generando al contempo rifiuti pericolosi. Il progetto ΕcoFRUIT, finanziato dall’UE, si è prefisso di offrire un’alternativa fattibile alla sintesi chimica consentendo di realizzare una produzione sostenibile ed efficiente in termini di costi di feromoni di insetti mediante fermentazione. EcoFRUIT è stato intrapreso grazie al sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. Il progetto ha concentrato l’attenzione in particolare sul feromone della tignola chiamato «codlemone», in quanto questo lepidottero è uno dei principali parassiti che colpiscono mele, pere, prugne e altri frutti. La produzione di codlemone a un costo accessibile consente di estendere l’utilizzo di un metodo ecocompatibile per controllare i parassiti che attaccano varie colture. Inoltre, EcoFRUIT si è prefisso di confermare l’efficacia del codlemone fermentato in raffronto al codlemone sintetico nell’ambito di test svolti in laboratorio e in meleto, nonché di sensibilizzare sul tema dei feromoni quali alternative agli insetticidi.
Osservazione degli insetti
Ciò che rende EcoFRUIT unico è il modo in cui ha cercato di apprendere dalla natura. I composti prodotti dal gruppo di ricerca esistono già nel mondo e vengono sintetizzati dalle specie di insetti stesse. Ciascun insetto utilizza un feromone o una miscela specifici per attrarre i propri partner ai fini dell’accoppiamento, distinguendosi così dagli altri animali. Gli scienziati hanno studiato gli insetti, includendone genomi e trascrittomi, allo scopo di chiarire i percorsi di sintesi dei feromoni dell’insetto specifico per copiare quindi il risultato nel lievito Yarrowia lipolytica, una forma oleaginosa ingegnerizzata. In collaborazione con BioPhero, un’azienda biotecnologica specializzata nella fermentazione dei feromoni, il progetto EcoFRUIT ha stabilito con successo la tecnologia per un’efficiente produzione su larga scala di feromoni. Il lievito Y. lipolytica è un organismo ospitante particolarmente adatto in quanto produce naturalmente elevati livelli dei precursori necessari alla sintesi dei feromoni.
Risolvere gli enigmi in laboratorio
Guidando il metabolismo di questo lievito, i ricercatori sono in grado di costruire ceppi di lievito di base utilizzabili per sintetizzare svariati feromoni differenti, che possono tutti avere come bersaglio diverse specie di insetti. «Il bello del progetto EcoFRUIT sta nel fatto che, una volta sviluppata la tecnologia per la produzione di un tipo di feromone, abbiamo a disposizione una piattaforma che può essere ottimizzata così da produrre grandi quantità anche di altri feromoni», spiega Leonie Wenning, la coordinatrice del progetto. Sebbene il percorso di produzione del codlemone da parte della tignola sia relativamente conosciuto, l’applicazione della biosintesi nel lievito Y. lipolytica si è rivelata sorprendentemente impegnativa, una difficoltà determinata dalle differenze nella rispettiva composizione molecolare. Un’altra sfida è stata costituita dal fatto che, non essendo noti tutti gli enzimi del percorso di produzione del codlemone da parte della tignola, i ricercatori hanno dovuto sottoporne a screening numerosi per individuare quelli dotati della funzione desiderata. «Ci troviamo ora nella condizione in cui siamo a conoscenza delle modalità di sintesi del codlemone nel lievito Y. lipolytica», conclude Wenning. I prossimi passi del progetto sono la messa a punto dell’intero processo, dall’inizio alla fine, e l’ampliamento della produzione. Ulteriori fasi prevedono sperimentazioni sul campo per convalidare l’efficacia dei feromoni e ottenere le autorizzazioni normative.
Parole chiave
EcoFRUIT, feromoni, codlemone, pesticidi, confusione sessuale, feromoni di insetti
