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Progetto Athena scopre il segreto delle arance rosse

Ricercatori del progetto europeo Athena hanno individuato il meccanismo genetico che regola le proprietà salutari delle arance rosse di Sicilia

Le arance rosse di Sicilia rappresentano un caso unico tra gli agrumi. Oltre ad avere un sapore particolare e molto apprezzato, possiedono un elevato contenuto di antocianine, potenti sostanze antiossidanti responsabili dello straordinario colore di questi frutti. Proprio le antocianine delle arance rosse pongono questi frutti al vertice di una sana alimentazione.

Ora i ricercatori del Progetto europeo Athena hanno identificato il gene responsabile dell’alto contenuto di antocianine delle arance rosse e hanno scoperto come questi geni interagiscono con il clima caratteristico della Sicilia per creare frutti così colorati e soprattutto salutari.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Plant Cell, è stato condotto dal John Innes Centre di Norwich, Gran Bretagna, e dal Centro di Ricerca per l’Agrumicoltura e le Colture Mediterranee di Acireale.

È noto che le arance rosse sviluppano il loro alto contenuto di antocianine, e quindi il colore peculiare, solo in determinate condizioni ambientali. Hanno bisogno di giorni caldi e notti fredde, queste ultime necessarie soprattutto durante la fase della maturazione. In assenza di queste condizioni climatiche, i frutti non riescono a produrre una quantità sufficiente di antocianine e finiscono per somigliare molto alle comuni varietà di arance bionde. Proprio il clima tipico dell’area del monte Etna è quello ideale per il loro corretto sviluppo.

Ricercatori italiani e britannici, nell’ambito del Progetto europeo Athena, hanno puntato la lente sulle caratteristiche genetiche responsabili di questo fenomeno. Hanno così identificato un gene, a cui è stato dato il nome di “Ruby”, responsabile dell’attivazione della produzione di antocianine. Ma questo gene è presente sia nelle arance rosse che in quelle bionde. Allora perché il colore rosso è tipico soltanto di una specie e solo a determinate condizioni climatiche?

La risposta viene da un’altra caratteristica del gene Ruby presente nelle arance rosse, capace di influenzarne l’attività. “Questa parte – spiega Eugenio Butelli, primo autore dello studio – appartiene alla categoria di sequenze del DNA chiamate retrotrasposoni. Quello identificato da noi è inserito accanto al gene Ruby e controlla la sua attività. In pratica, questo particolare retrotrasposone è responsabile della cascata che porta alla produzione di antocianine”.

I retrotrasposoni sono degli elementi ancora misteriosi, presenti nel materiale genetico di tutti gli organismi viventi. Spesso, nelle piante, più del 50 percento del DNA è composto proprio da queste sequenze genetiche. Si possono muovere, replicare o essere silenti.

“Il retrotrasposone che abbiamo identificato – continua Butelli – è presente anche nelle arance bionde ma solo in quelle rosse è inserito al posto giusto per agire come un interruttore capace di attivare il gene Ruby quando la pianta è esposta a temperature piuttosto fredde”.

“Al fine di ottenere autentiche arance rosse – dice Cathie Martin del John Innes Centre e coordinatore del Progetto Athena – questo specifico retrotrasposone e le temperature fredde sono entrambi elementi indispensabili. Vorrei sottolineare l’importanza di una comprensione approfondita del processo coinvolto nella produzione di antocianine nelle arance. Diversi studi hanno dimostrato che un consumo di succo di arance rosse riduce lo stress ossidativo nei pazienti diabetici, protegge il DNA dal danno ossidativo e può ridurre i fattori di rischio cardiovascolari nella stessa misura in cui avviene con altri cibi ricchi di antocianine. È chiaro quindi che le arance rosse rappresentano una risorsa importante per la salute e la prevenzione delle malattie. Una migliore conoscenza delle basi genetiche e molecolari della produzione di antocianine in questi frutti può spianare la strada, attraverso l’ingegneria genetica, verso varietà di arance rosse che possano essere coltivate anche in climi più caldi. In questo modo sarebbe possibile allargare la coltivazione e contribuire ad una maggiore disponibilità di questo particolare tipo di agrumi”.

“Lo studio – commenta Giuseppe Reforgiato Recupero, del Centro di Ricerca per l’Agrumicoltura e le Colture Mediterranee – sottolinea ancora una volta l’unicità dell’ambiente in cui le arance rosse sviluppano appieno il loro potenziale benefico. Il freddo infatti non è una condizione sufficiente: le basse temperature inducono la produzione di antociani, ma è pur vero che i giorni assolati e caldi sono necessari per avere un frutto dolce e gustoso. Questo spiega le difficoltà incontrate quando si prova a far crescere arance rosse in luoghi geografici che non siano quelli attorno al monte Etna”.

“L’effetto immediato della nostra ricerca – continua Reforgiato – è che ora abbiamo un marker genetico che ci permette una selezione veloce. In passato bisognava aspettare che la pianta si sviluppasse interamente (il che richiedeva anni) prima di sapere se avremmo ottenuto arance rosse. Invece ora possiamo selezionare solo quelle piante che hanno questo marchio genetico di distinzione”.

La ricerca del progetto Athena ha anche una implicazione storica. Gli scienziati hanno infatti esaminato le origini delle arance rosse, usando tecniche genetiche ma anche consultando antichi libri e le pitture di Bartolomeo Bimbi, un artista fiorentino autore della collezione Medici Citrus risalente al 18esimo secolo. I loro risultati dimostrano che, mentre esiste tutt’ora una varietà di arance rosse in Cina, quelle di Sicilia si sono originate a seguito di una mutazione indipendente, che probabilmente è avvenuta una volta che l’arancia dolce è stata portata nelle aree del Mediterraneo proprio dalla lontana Cina.

Il progetto ATHENA
Il progetto europeo Athena è finanziato dalla commissione europea (Grant Agreement no. 245121) nell’ambito del settimo programma quadro. (Cooperazione – Tema di ricerca “Cibo, agricoltura, pesca e biotecnologia). Il progetto è la continuazione del precedente progetto Flora finanziato nell’ambito del sesto programma quadro che ha studiato la relazione tra consumo di flavonoidi e malattie croniche come quelle cardiovascolari e tumori. La ricerca con modelli animali e specifici trial su volontari umani ha valutato gli effetti benefici di un consumo prolungato di flavonoidi su alcuni parametri di salute come quelli legati all’infiammazione e alla trombosi. Athena fornirà una conoscenza ancora più approfondita sul promettente legame che esiste tra le abitudini alimentari e l’insorgenza delle malattie croniche attraverso specifici studi su volontari umani. I risultati aiuteranno a formulare accurate raccomandazioni alimentari e a disegnare valide strategie di salute.

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