Una Macumba per “coltivare” i preziosi microrganismi marini degli ambienti estremi

[2 maggio 2014]

Si chiama MaCuMba (Marine Microorganism: Cultivation Methods for Improving their Biotechnological Application) il progetto quadriennale finanziato dall’Ue che sta individuato «Nuovi modi di coltivare microrganismi marini e sottoporli a screening per rilevare biocomposti marini potenzialmente utili» come spiegano all’Het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee, (Nioz – Istituto olandese per la ricerca marina), capofila del progetto, dove sottolineano. «Ciò potrebbe avere ripercussioni sulla sanità, sulla cosmetica e sulla farmaceutica, che sono solo alcuni dei settori desiderosi di approfittare delle molecole a valore aggiunto derivate dal mare».

Il progetto MaCuMba, che vede la partecipazione di università e di istituti scientifici  di Olanda, Italia, Belgio, Danimarca, Francia, Germania, Gran Bretagna, Irlanda, Islanda, Portogallo e Spagna, dovrebbe concludersi nel luglio 2016 e sta cercando di aumentare l’efficienza di crescita dei microrganismi marini sia in habitat convenzionali che estremi come i bacini ipersaalini anossici (deep hypersaline anoxic basins – Dhabs). Al Nioz spiegano che «Sono stati sperimentati nuovi approcci, tra cui la co-coltivazione di microrganismi interdipendenti, che si aiutano a vicenda a crescere, e il mimetismo degli ambienti naturali. Il progetto ha inoltre applicato nuove tecniche automatizzate per migliorare l’efficienza dell’isolamento di microrganismi promettenti».

A MaCuMba partecipa anche l’università degli studi di Milano che lavora a stabilire e mantenere una raccolta isolata di Dhabs, valutandone la diversità di microbioma con un approcci metagenomico e valuterà le proprietà biotecnologiche dei ceppi isolati e ne identificherà i ceppi trasformabili. Il giovane staff milanese guidato dal professor  Daniele Daffonchio è  composto da 14 scienziati ed ha lavorato per molti anni nel campo dell’ecologia microbica ambientale e nelle biotecnologie. Si concentra sullo studio delle comunità microbiche in diversi ambienti, tra i quali i laghi d’altura ipersalini e le lagune marine costiere, i deserti freddi e caldi, piante e rizosfera e gli insetti vettori di malattie umane e vegetali. Ha scoperto nuovi assemblaggi microbici marini profondi nel Dhabs e il modo in cui contribuiscono al funzionamento del sistema e nuovi microbi e geni coinvolti nella declorazione riduttiva dei solventi clorurati.  Daffonchio ha partecipato e coordina diversi progetti europei e coordina il Geoscope project un progetto geoscopio per il sequenziamento del genoma di due batteri estremofili di ambienti aridi.

I ricercatori olandesi fanno notare che «Mentre i microrganismi marini, quali batteri, funghi, spugne e alghe, sono una risorsa non sfruttata con grande potenziale biotecnologico, l’allevamento di queste molecole in maniera sostenibile ed efficiente si dimostrato costoso e difficile. Come risultato, la maggior parte dei microrganismi marini non sono stati coltivati, il che significa che dei composti biomarini potenzialmente preziosi rimangono poco sfruttati».

Il progetto MaCuMba ha sviluppato anche una “scatola di sopravvivenza” che contiene tutto il necessario per la raccolta di cianobatteri, organismi marini che ottengono energia attraverso la fotosintesi, e  Lucas Stal, coordinatore di MaCuMba, ha detto: «Spero di utilizzarla durante le spedizioni nel Mar Rosso a maggio e nell’Oceano Atlantico tropicale sulla nave di ricerca Pelagia a settembre».

Il bollettino scientifico dell’Ue Cordis  evidenzia un’altra caratteristica interessante di questo progetto: la ricerca sulla comunicazione cellula-cellula, «Le cellule utilizzano molecole di segnalazione per coordinare le loro azioni e si pensa che queste molecole potrebbero svolgere un ruolo importante nello stimolare la crescita delle stesse o anche di altre specie. Fin dall’inizio il progetto si è concentrato su due principali aree oceaniche. La prima è la zona fotica, che è la profondità di acqua dell’oceano esposta alla luce solare sufficiente affinché si verifichi la fotosintesi, in cui proliferano comunità microbiche molto diverse. La seconda zona comprende gli ecosistemi estremi delle profondità, dove si pensa che a causa delle condizioni ambientali difficili, verranno scoperte molte nuove molecole ed enzimi con proprietà insolite».
Per la fine del progetto, il team internazionale spera di riuscire a isolare numerosi nuovi batteri marini e a migliorare l’efficienza della coltivazione di microrganismi marini utili. MaCuMba vuole anche «Raggiungere una migliore comprensione di come funziona esattamente la comunicazione cellula-cellula e come vengono prodotte le molecole bioattive da organismi già coltivati».

Il team di ricerca conclude: «Tutti i ceppi di microrganismi raccolti nell’ambito del progetto MaCuMba saranno resi disponibili online al più presto. Le alghe e i cianobatteri verranno archiviati nella Roscoff Culture Collection (Rcc), in Francia, mentre tutti gli altri organismi saranno conservati nella Collezione tedesca di microrganismi e colture cellulari (Dsmz) dell’Istituto Leipniz».