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Contenuto archiviato il 2024-06-18

The development of tools and effective strategies for the optimisation of useful secondary METAbolite PROduction in planta

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Fabbriche di isoprenoidi da pomodori e patate

Gli isoprenoidi (ISO) sono componenti naturali dei cosmetici e fragranze, coloranti e integratori nutrizionali nei cibi. Al momento, gli ISO sono prodotti in piccole quantità mediante la lenta crescita di specie di piante non adatte alla produzione agricola.

Gli ISO, anche detti terpenoidi, sono una classe grande e diversificata di lipidi presenti in natura. Questi composti organici si trovano in tutte le classi di esseri viventi e rappresentano il gruppo più numeroso di prodotti naturali. Gli ISO delle piante sono noti per le loro qualità aromatiche. Vengono utilizzati in rimedi erboristici tradizionali e sono attualmente testati per uso antibatterico, antineoplastico e altre applicazioni farmaceutiche. Il mercato globale per gli ISO è di circa 1 miliardo di dollari USA all'anno. Il progetto METAPRO, finanziato dall'UE, mirava a ottimizzare la produzione di diversi ISO utili, per dimostrare le strategie e gli strumenti sviluppati per la produzione generica di utili metaboliti secondari nelle piante. Sono stati dimostrati gli approcci di ingegneria genetica per la formazione di astaxantina e la produzione di crocina attraverso pomodori e patate. Questi raccolti sono comunemente prodotti in tutto il mondo e compatibili con le pratiche agricole odierne. La maggior parte delle reazioni basilari coinvolte nel percorso di produzione di ISO erano già venute alla luce precedentemente. I risultati del progetto hanno dimostrato che il metabolismo secondario non è un'identità separata, ma un componente legato al metabolismo primario e intermedio. È inoltre diventato evidente che la biosintesi e la cattura sono collegate tra di loro e che i cambiamenti nella composizione metabolica possono alterare le strutture cellulari utilizzate per il deposito. Durante gli esperimenti, è avvenuta sia la degradazione enzimatica che quella non enzimatica degli ISO sintetizzati. Per superare questo problema, è stato sviluppato un contenimento a valle per permettere al prodotto di rimanere stabile. L'attuazione di queste nuove strategie ha dato origine a livelli eccezionalmente elevati di ISO. I prototipi sono ora disponibili per effettuare studi di fattibilità produttiva, tecnica ed economica con una grande gamma di varietà per la produzione di keto-carotenoidi. METAPRO sta sfruttando ogni occasione per la divulgazione dei risultati alla comunità scientifica, al pubblico in generale, alle scuole e alle agenzie governative. Durante lo svolgimento del progetto, sono state generate 30 pubblicazioni di esperti, molte apparse su riviste ad alto impatto come Science, PNAS e Plant Cell. Il progetto ha fornito conoscenze scientifiche più accurate e ha evidenziato la possibilità di una produzione biosostenibile migliorata. Ha dimostrato come i composti normalmente generati dalla sintesi chimica possono essere prodotti attraverso le fonti rinnovabili a livelli competitivi.

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