Ogni anno, circa 48 milioni di americani si ammalano di malattie di origine alimentare, provocando circa 128.000 ricoveri e 3000 morti. Gli scienziati, quindi, hanno studiato una soluzione a che può aiutare a determinare l’origine dei prodotti agricoli e di altri beni: si tratta di microbi con “codice a barre” per rintracciare le merci.
Microbi con “codice a barre” per rintracciare le merci: ecco come
Gli scienziati della Harvard Medical School hanno sviluppato un sistema microbico con codice a barre che può essere usato per etichettare gli oggetti in modo economico e affidabile. Secondo quanto riportato in Science, il team di ricerca descrive come le spore microbiche sintetiche possono essere introdotte in sicurezza su oggetti e superfici in un punto di origine. Le spore sono derivate dal lievito di panetteria e da un comune ceppo batterico utilizzato in un’ampia varietà di applicazioni e progettato per non essere in grado di crescere in natura per prevenire effetti ecologici avversi.
Le parole dell’esperto
Michael Springer, associato professore di biologia dei sistemi nell’Istituto Blavatnik dell’HMS, ha affermato quanto segue:
“Le spore sono per molti versi una soluzione di vecchia scuola e sono state spruzzate in sicurezza sui prodotti agricoli come inoculanti del suolo o pesticidi biologici per decenni. Abbiamo appena aggiunto una piccola sequenza di DNA che possiamo amplificare e rilevare. Abbiamo anche lavorato duramente per garantire che questo sistema fosse sicuro, usando i comuni ceppi microbici e aumentando i livelli di controllo. Speriamo che possa essere utilizzato per aiutare a risolvere i problemi che hanno enormi implicazioni per la salute pubblica e l’economia”.
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno imparato molto sulle interazioni tra i microbi e i loro ambienti. Gli studi dimostrano che le comunità microbiche nelle case, sui corpi umani e altro ancora hanno composizioni uniche, simili alle impronte digitali. I tentativi di utilizzare le impronte microbiche per identificare la provenienza possono richiedere molto tempo e non possono essere facilmente ridimensionati.
L’uso di sequenze di DNA sintetizzate su misura come codici a barre ha dimostrato in linea di principio di essere efficace per l’etichettatura di alimenti e altri articoli. I codici a barre del DNA devono essere prodotti a basso costo in grandi volumi, persistere su oggetti in ambienti altamente variabili e poter essere decodificati in modo affidabile e rapido. Ostacoli che finora non sono stati superati perché il DNA è fragile.
Cosa è emerso dagli studi effettuati
Nello studio è stato deciso di determinare se i codici a barre del DNA impacchettati all’interno di spore microbiche, che possono essere spruzzati sulle colture e identificati mesi dopo, potrebbero aiutare a risolvere queste sfide. Molti microrganismi, tra cui batteri, lieviti e alghe, formano spore in risposta a condizioni ambientali difficili. Analogamente ai semi, le spore consentono ai microrganismi di rimanere dormienti per periodi straordinariamente lunghi e sopravvivere a condizioni estreme come alte temperature, siccità e radiazioni UV.
Il team di ricerca ha creato sequenze di DNA su misura. Sono state integrate nei genomi delle spore di due microrganismi. Nello specifico nel Saccharomyces cerevisiae e nel Bacillus subtilis. Queste spore possono essere coltivate a buon mercato in laboratorio in gran numero. Le sequenze di DNA sintetico sono brevi e non codificano per nessun prodotto proteico. Quindi sono biologicamente inerti. Inserite nel genoma in tandem, le sequenze sono progettate in modo da poter creare miliardi di codici a barre univoci.
Il team ha anche assicurato che i microbi “codice a barre” non potevano moltiplicarsi, crescere e diffondersi in natura. Lo hanno fatto usando ceppi microbici che richiedono una specifica integrazione nutrizionale ed eliminando i geni necessari affinché le spore possano germogliare e crescere. Jason Qian, uno studente laureato in biologia dei sistemi presso l’HMS, ha affermato:
“Le spore possono sopravvivere in natura per un tempo estremamente lungo e sono un ottimo mezzo per incorporare i codici a barre del DNA. L’identificazione dei codici a barre è semplice. Utilizzando un lettore di lastre e un filtro di plastica arancione su una fotocamera per telefoni cellulari. Non prevediamo alcuna sfida per l’implementazione sul campo.”
Fonte foto: pixabay
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