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Un gene per limitare l’accumulo di Cadmio (tossico) nel riso

22 settembre 2010 Nessun commento  

L’assunzione di cadmio (Cd) attraverso riso contaminato, causa di gravi e clamorose conseguenze, come la sindrome di Itai-Itai, rimane ad oggi un grande rischio per la salute umana: si pensa che la concentrazione media di cadmio nell’uomo sia in aumento, e ciò sembra legato soprattutto a contaminazioni dei suoli legate a produzioni industriali.

La malattia è stata riscontrata per la prima volta nel 1946 in una regione del Giappone, e il suo nome è dovuto agli intensi dolori reumatoidi e mialgici che provoca (“Itai itai” è infatti un grido di dolore, equivalente a “ahi ahi”). Oltre a gravi danni renali, la malattia porta anche ad alterazioni del metabolismo del calcio e del fosforo: alcuni Ca2+ delle ossa vengono sostituiti da ioni Cd2+, che possiedono la stessa carica elettrica e circa le stesse dimensioni; le ossa assumono, con il tempo, un aspetto poroso e possono fratturarsi. (Fonte)

Oltre a rigidi controlli sugli scarichi industriali di metalli pesanti nel suolo, una possibile strategia per affrontare il problema dell’assunzione di cadmio tossico per via alimentare potrebbe essere la creazione (o selezione) di varietà di riso che non siano in grado di assumere questo elemento.

In questa ottica si inserisce un nuovo studio di ricercatori giapponesi della Okayama University, che ha portato all’identificazione di un gene di riso (OsHMA3) responsabile di un basso accumulo di cadmio; tale gene è stato isolato attraverso una serie di esperimenti di incrocio tra varietà di riso a basso e alto accumulo di Cd.

Localizzazione del trasportatore Cd con anticorpi e GFP. Per i dettagli cliccare sull'immagine

Il gene in questione codifica un trasportatore appartenente alla famiglia P1B-type ATPasi, ma mostra scarsa somiglianza con altri membri. L’espressione eterologa in lievito ha mostrato che il trasportatore della varietà a basso accumulo di Cd è funzionale, mentre quello derivante dalla varietà ad alto accumulo di Cd ha perso la sua funzionalità, probabilmente a causa della mutazione di un singolo amminoacido.

Il trasportatore è espresso principalmente nel tonoplasto delle cellule della radice, con livelli simili di espressione in entrambe le varietà di riso. Una sovraespressione del gene funzionale (proveniente dalla varietà di riso “low-Cd“) genera una diminuzione selettiva dell’accumulo di Cd, ma non di altri micronutrienti, nella cariosside.

Tutti questi risultati indicano che il gene OsHMA3 proveniente dalla variante “low-Cd accumulating” limita la traslocazione del cadmio dalle radici ai tessuti superiori, sequestrandolo selettivamente all’interno dei vacuoli delle radici.

Fonte: Pnas.org

Categorie:Agronomia

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