Il grano tenero o Triticum aestivum rappresenta l’alimento principale per 30% della popolazione mondiale. Ha accompagnato lo sviluppo delle civiltà e contribuito a determinare la nostra storia. Ma solo oggi si inizia a conoscere qualcosa sulla sequenza del suo genoma, anche se molto deve essere ancora fatto prima di arrivare ad una sequenza completa. Uno sforzo gigantesco che è già costato 68 milioni di dollari e che coinvolge 13 nazioni consorziate nell’International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC). L’Italia partecipa a questa iniziativa con il Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura (CRA), l’Istituto di Genetica Applicata (IGA), l’ENEA e diverse Università.
Nel 2005 gli agricoltori del Kansas, che producono circa 1/5 del grano degli USA, tramite il Kansas Wheat Consortium hanno deciso di promuovere il sequenziamento del genoma del grano. La speranza era ed è che questa informazione possa permettere di produrre nuove varietà di frumento più resistenti alla siccità o altri stress ambientali o a parassiti.
Oggi, sull’ultimo numero di Science c’è il primo tangibile frutto di questo sforzo. IWGSC, infatti, ha pubblicato la sequenza di uno dei 21 cromosomi del grano e sequenze parziali di altri cromosomi. Il consorzio ha identificato 124.000 geni e ne ha mappato sui cromosomi circa 75.000.
Un’impresa notevole. Se pensiamo alle difficoltà tecniche molto superiori a quelle che si incontrano nel sequenziare il genoma umano. Prima di tutto perché il genoma del grano è molto più grande di quello dell’uomo (17 miliardi di nucleotidi contro i 3 miliardi della nostra specie). Il cromosoma sequenziato da solo rende conto di 1 miliardo di basi! E poi il genoma del grano tenero ha una struttura complessa che riflette la sua storia. Una storia di manipolazioni geniche fatta ben prima che l’uomo cominciasse a coltivare il grano. Il grano tenero, infatti, origina da incroci successivi di tre specie progenitrici tutte derivate da un antenato comune.
Proprio per questo il genoma è costituito da 3 sotto-genomi chiamati “A” “B” e “D”. Derivando tutti da un antenato comune i tre sotto-genomi sono simili ma non identici. Ognuno è costituito da 7 cromosomi per un totale di 21 cromosomi uno solo dei quali sequenziato interamente.
Questa ridondanza di sequenze simili ma non identiche ha reso molto difficile il sequenziamento, ma ormai la strada è stata segnata e a breve conosceremo la sequenza di altri cromosomi del grano. Studi condotti sull’unico cromosoma sequenziato suggeriscono che i geni regolati da particolari condizioni stressanti siano raggruppati in regioni definite, un dato potenzialmente utile per cercare di ottenere varietà con caratteristiche interessanti come la resistenza alla siccità.
Come detto sono già stati spesi circa 68 milioni di dollari per il progetto, 7 milioni dei quali per il sequenziamento del solo cromosoma 3B. Si stima che per completare il progetto siano necessari altri 20 milioni di dollari. E alcuni cominciano a chiedersi se poi l’informazione ottenuta produrrà risultati utili da un punto di vista agro-alimentare. La mia convinzione è che, come nel caso del genoma umano, la sequenza è solo un primo passo, necessario ma non sufficiente, per arrivare a risultati applicativi. Ma l’informazione che potremo ottenere andrà sicuramente ben oltre a quella che oggi possiamo immaginare.
