STARCHitecture

L’amido è la principale sostanza di riserva delle piante, che lo accumulano sottoforma di granuli, e allo stesso tempo la principale fonte di calorie alimentari per l’uomo. L’amido è anche una materia prima di notevole interesse per i possibili utilizzi nell’industria alimentare e di trasformazione. Il principale componente del granulo d’amido è l’amilopectina, organizzata in strutture parzialmente cristalline, mentre l’amilosio costituisce la componente amorfa del granulo. Le diverse caratteristiche molecolari dei poliglucani che costituiscono l’amido (es. lunghezza delle catene, frequenza delle ramificazioni, percentuale in amilosio, etc.) influenzano sia la morfologia del granulo che le caratteristiche tecnologiche dell’amido come materia prima o come alimento. Il mercato europeo dell’amido è consistente e l’interesse della comunità scientifica e dell’industria per la biosintesi vegetale e le proprietà tecnologiche dell’amido sono molto forti, come più volte sottolineato dalla Piattaforma Tecnologica “Plants for the Future” e dalle linee guida del 7° Programma Quadro della UE. Gli obiettivi principali del progetto complessivo comprendono: (i) un apporto significativo e originale alla comprensione del macchinario regolativo che presiede alla biosintesi del granulo d’amido nelle piante; (ii) la selezione di mutanti non transgenici di orzo che accumulano granuli d’amido con specifiche e peculiari caratteristiche morfologiche, strutturali e molecolari, associate a proprietà tecnologiche innovative; (iii) l’analisi fine della struttura del granulo d’amido e degli enzimi che con esso interagiscono durante la biosintesi. Nella fase di start up, il progetto permetterà di consolidare la collaborazione tra gruppi con competenze diverse e complementari: fisiologi vegetali (sottogruppo FisVeg), genetisti agrari (GenAgr) e chimici (Chim). Il sottogruppo FisVeg ha consolidate competenze per studiare in vitro, e in vivo in mutanti di Arabidopsis, una serie di geni e proteine regolatrici coinvolte nella biosintesi dell’amido, sia in arabidopsis che in orzo, con lo scopo di individuare nuovi meccanismi di regolazione redox post-traduzionale. Il sottogruppo GenAgr utilizzerà una propria risorsa di genetica inversa (TILLING) per identificare in orzo nuove varianti alleliche di geni coinvolti nella biosintesi dell’amido nei semi. Il sottogruppo Chim svolgerà analisi high-throughput con tecnologie innovative per una accurata caratterizzazione morfologica e molecolare dell’amido estratto da semi di orzo (mutanti non-transgenici) e da foglie di arabidopsis (mutanti transgenici). Data l’ampia gamma di utilizzi dell’amido nell’alimentazione umana, nell’alimentazione animale e nell’industria di trasformazione, e le molteplici possibilità di intervento sulle modalità di biosintesi del granulo da parte delle piante, è verosimile che questo progetto possa contribuire alla progettazione e produzione di nuove tipologie di amido con caratteristiche tecnologiche potenzialmente innovative.