BIOLOGIA/ Nuove tecniche di analisi “illuminano” le cellule vegetali

- La Redazione

MICHELE ORIOLI ci parla del MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization), solitamente utilizzato in campo medico e farmaceutico, ma da poco anche per mappare i metaboliti nei vegetali

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Può accadere che un’apparecchiatura finora utilizzata per certi scopi venga indirizzata verso altri bersagli ottenendo risultati sorprendenti. È quanto succede all’Ames Laboratory, una struttura scientifica del Dipartimento dell’Energia (DOE) statunitense che opera presso la Iowa State Uniuversity; e in particolare in un gruppo della divisione di scienze chimiche e biologiche.

L’apparecchiatura in questione è uno strumento ben noto ai biochimici: uno spettrometro di massa utilizzato con la speciale tecnica detta MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization), dove il campione viene desorbito tramite un raggio laser dopo essere stato assorbito su una matrice solida. Finora questa tecnica è stata utilizzata in campo medico e farmaceutico: molti ricercatori applicano questo tipo di spettrometria per mappare le proteine in situazioni tumorali o per visualizzare la distribuzione dei farmaci attraverso i diversi tessuti.

La novità, presentata recentemente sulla rivista specializzata The Plant Journal nell’articolo “Use of mass spectrometry for imaging metabolites in plants”, sta nel fatto che Basil Nikolau e il suo gruppo hanno pensato di impiegare la MALDI per mappare i metaboliti nei vegetali. Con risultati impressionanti: le misure ad alta risoluzione, rese possibili dalla nuova tecnica, hanno permesso di localizzare molecole con la risoluzione dai 10 ai 50 micron (milionesimo di metro), ovvero meno di un quarto dello spessore di un capello umano. Una prestazione impossibile da raggiungere con i metodi e la strumentazione tradizionale.

Con le tecniche finora impiegate – dicono gli scienziati dell’Ames Laboratory – e cioè con la gas cromatografia e con la normale spettrometria di massa, si potevano ottenere indicazioni quantitative sui metaboliti ma difficilmente essi si potevano localizzare con precisione: per analizzare il materiale vegetale i biologi erano costretti praticamente a distruggere i tessuti e quindi non riuscivano più a localizzare le piccole molecole nei differenti tipi di cellule, perdendo così ogni informazione spaziale. Ora invece l’analisi può spingersi fino all’individuazione di metaboliti nei tessuti vegetali al livello della singola cellula.

I metaboliti sono strutture fondamentali nei processi biologici nelle piante e ogni informazione dettagliata sulle loro caratteristiche diventa preziosa sia a livello conoscitivo che per le prospettive applicative. In particolare, in questi primi utilizzi del nuovo metodo è stata visualizzata la distribuzione dei lipidi nei semi di cotone, che potrebbero avere un ruolo importante nei futuri scenari energetici alternativi.

Quello energetico è proprio una delle ricadute applicative più promettenti aperte dalle ricerche del gruppo dell’Ames Laboratory. La prospettiva di una produzione “sostenibile” è molto legata agli sviluppi delle bioenergie e all’ottimizzazione dei processi di biosintesi vegetale: se già oggi i biocombustibili sono una risorsa interessante, tanto più lo potranno diventare a partire dalle nuove conoscenze ricavate da analisi così precise.

Naturalmente è solo un inizio: i biochimici americani uniscono all’entusiasmo per i primi brillanti risultati la prudenza di chi sa che ancora molto resta da fare per rendere la tecnica più raffinata e di semplice impiego.  Ma il passo decisivo è stato fatto.

 

(Michele Orioli)

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