Le cipolle sono uno dei più vecchi amici dell'umanità, fornendo sostentamento (e lacrime) per almeno 5.000 anni.
Solo negli ultimi due decenni i ricercatori hanno iniziato a capire perché tagliare le cipolle crude ci fa piangere. E un recente articolo pubblicato sulla rivista ACS Chemical Biology presenta l'ultimo pezzo del puzzle, prendendo in giro il modo in cui si forma la sostanza chimica irritante per gli occhi della cipolla.
L'effetto che produce lacrime - o lacrimazione - delle cipolle è un tipo di guerra chimica usata dalle piante per scongiurare gli aspiranti predatori e chef che brandiscono coltelli allo stesso modo. Ma i passaggi che avvengono su quella prima fetta nella pelle sottile della cipolla sono complessi.
Come riferisce Ashton Yoon per Discover, le cellule di cipolla contengono sacche di liquido riempite con un enzima chiamato allinasi. Quando una cipolla viene affettata, queste sacche si rompono, rilasciando l'allinasi che quindi reagisce con gli aminoacidi della cipolla per creare acido solfenico.
Quell'acido solfenico entra quindi in un'altra reazione, aiutato da un enzima noto come sintasi del fattore lacrimale (LFS), che crea un composto volatile noto come fattore lacrimale (LF) che si diffonde nell'aria e reagisce con i nervi della cornea, causando lacrime incontrollabili.
Ci sono voluti decenni per capire questo processo, afferma Marcin Golczak, autore dello studio e professore di farmacologia alla Case Western University. Mentre i ricercatori hanno scoperto che la LF era la principale irritante per gli occhi negli anni '70, non hanno scoperto l'enzima LFS fino al 2002. Ma capire come LFS aiuta a produrre LF si è dimostrato ancora più impegnativo a causa dell'instabilità e della tendenza a vaporizzare di LF.
Per affrontare questa domanda, Golczak e il suo team hanno dovuto diventare creativi. Sono stati in grado di produrre cristalli stabili dell'enzima LFS legandolo a un composto più stabile, l'alcool crotilico. Hanno quindi esaminato la struttura dell'enzima, rivelando che il composto è simile a una superfamiglia ben studiata di proteine chiamata START. Confrontando sezioni dell'enzima LFS in cui altri composti si attaccano a siti simili sulle proteine START, i ricercatori hanno analizzato le fasi di come l'acido solfenico diventa LF.
Mentre risolvere l'enigma della cipolla è una piuma nel loro cappello, il team di Golczak è più interessato a ciò che l'enzima può dire loro sulle proteine umane. "Non stiamo affatto lavorando con le piante, facciamo parte di una scuola di medicina", dice a Smithsonian.com. “Il nostro laboratorio studia le proteine coinvolte nel trasporto dei metaboliti. Ma la struttura di LFS e la sua forma sono simili a quelle che abbiamo negli umani, quindi abbiamo deciso di esaminarlo. "
Anche così, la scoperta potrebbe avere implicazioni per l'agricoltura. Nel 2015, i ricercatori giapponesi che hanno scoperto LFS hanno scoperto che potevano produrre cipolle meno lacrimose bombardando i bulbi con ioni, che distruggono gli enzimi coinvolti nella reazione a catena che porta a LF. Nel 2008, un altro gruppo di ricercatori in Nuova Zelanda ha prodotto una cipolla senza lacrime estraendo il gene che produce LFS dal genoma della cipolla. Nessuna di queste tecniche, tuttavia, ha ancora portato sul mercato cipolle senza lacrime.
Golczak afferma che sapere esattamente come LFS crea LF potrebbe aiutare i ricercatori a progettare un inibitore per prevenire la formazione del composto che induce lacrime, che potrebbe essere meno controverso della modificazione genetica. “È possibile progettare una soluzione o uno spray con l'inibitore. Non so se sia un buon approccio ", afferma. “Non lo stiamo perseguendo. Lasceremo che i ragazzi giapponesi lo esaminino. "
Fino ad allora, prova a raffreddare le cipolle prima di tagliarle per rallentare il rilascio di quei fumi nocivi.
