Esaminare e sondare alla ricerca delle molecole decisive
Le più recenti tecniche di imaging e analisi molecolare si basano sulla risonanza magnetica nucleare (NMR) e stanno rivelando i meccanismi dei sistemi di vita fino al livello dell'elettrone. Il progetto WNMRC ("Research Infrastructure Wageningen NMR Centre: NMR in agriculture, food and biology") mirava a spiegare molte proprietà fondamentali della biologia molecolare ancora misteriose, per esempio il flusso del floema nelle piante. Nel corso di tutto il progetto, finanziato dall'UE, il dipartimento NMR dell'Università di Wageningen ha continuato a segnare progressi fondamentali nella ricerca su piante e animali. Le applicazioni includono ecosistemi, nutraceutiche e nuovi composti funzionali per la medicina. La ricerca sui percorsi metabolici alterati nelle mucche che utilizza l'analisi del sangue NMR ha identificato biomarker per la steatosi epatica, comune nei bovini da latte ad alta capacità produttiva. I fondamentali progressi nell'imaging e nelle tecniche di analisi, in particolare rispetto a tecniche non distruttive, sono stati la chiave del successo. Per esempio l'imaging dei flussi della risonanza magnetica (MRI) è stato utilizzato come riferimento per misurazioni del flusso con un nuovo metodo non invasivo basato sull'impulso di calore. Applicandolo al ricinus communis, la pianta dell'olio di ricino, si può studiare la gestione dell'acqua negli alberi in una situazione di riscaldamento globale. L'analisi degli estratti vegetali è stata estremamente fruttuosa nel fornire informazioni sui metaboliti con applicazione medicinale. Per esempio il sistema LC-NMR-MS (spettrometria di massa a risonanza magnetica nucleare accoppiata a cromatografia liquida) ha identificato i profili metabolici degli estratti di cinque campioni di riso. Combinandoli con i profili genetici appropriati, si è ottenuta una miglior comprensione della regolazione del pathway dei flavonoidi. I flavonoidi inducono l'azione di difesa di importanti enzimi contro sostanze velenose e stress ossidante. Anche il tè verde è stato esaminato a fondo, ed è stato proposto un nuovo pathway per sostanze chimiche che proteggono la salute sulla base delle scoperte NMR. Le tecniche di analisi ipersensibili possono anche identificare nuovi composti funzionali sconosciuti presenti in concentrazioni finora non rilevabili, come i diterpeni neoclerodanici. Le applicazioni di questi composti spaziano dai fagoinibitori ai farmaci epatotossici, citotossici e antinfiammatori. L'acquisizione di una NMR portatile ha reso possibile la ricerca sulle piante intatte, di particolare utilità sugli alberi statici che raccolgono informazioni su biomassa, flusso del foema, assimilazione di anidride carbonica (CO2) e produzione di biocarburanti. Anche gli apparati radicali e l'assorbimento delle sostanze nutritive possono essere studiati in situ. Ci si aspetta un'avnzamento della ricerca nella farmaceutica naturale e nelle scienze ambientali, in linea con l'utilizzo di apparecchiature analitiche d'avanguardia. Le infrastrutture alla University of Wageningen, incluso un nuovo spettrometro ESR, relativo software e database, contribuiranno a soddisfare queste aspettative.
