La sorprendente flessibilità genetica dei cianobatteri marini

Scoperta di varianti enzimatiche cruciali per l'ecosistema oceanico

Un recente studio condotto dai ricercatori dell’Università di Stanford ha identificato diverse varianti di un enzima ubiquitario presenti nei microbi che prosperano lungo le coste dell’America Centrale e del Sud, in zone a basso contenuto di ossigeno. Questa scoperta è stata resa ancora più affascinante dalla presenza di un’anomalia genetica in un particolare tipo di microbo, la quale potrebbe avere un impatto significativo sullo stoccaggio del carbonio negli oceani.

I protagonisti di questa ricerca sono i cianobatteri, noti anche come alghe blu-verdi, che rappresentano una forma di vita cruciale per l’ecosistema marino. Questi organismi, miliardi di anni fa, hanno svolto un ruolo fondamentale nell’ossigenazione dell’atmosfera terrestre attraverso il processo di fotosintesi ossigenica, che ha consentito lo sviluppo della vita come la conosciamo oggi.

Scienziati di Stanford a bordo di una crociera di ricerca preparano una rosetta di bottiglie
I membri dell’equipaggio e gli scienziati di Stanford a bordo di una crociera di ricerca preparano una rosetta di bottiglie che scenderà nell’oceano per catturare acqua per l’analisi del DNA. Metodi di campionamento simili hanno fornito i dati utilizzati nello studio.
Anne Dekas

Il professor Anne Dekas, esperto di scienze del sistema terrestre presso la Stanford Doerr School of Sustainability e autore principale dello studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, ha sottolineato l’importanza dei cianobatteri nell’evoluzione del pianeta. Questi organismi utilizzano un enzima chiamato RuBisCo per convertire il biossido di carbonio in biomassa, svolgendo un ruolo cruciale nella catena alimentare marina.

Bottiglie contenenti campioni oceanici provenienti da profondità marine
Le bottiglie contenenti campioni oceanici provenienti da profondità marine vengono riportate in superficie.
Anne Dekas

La novità emersa dalla ricerca riguarda la presenza di due diverse forme di RuBisCo nei cianobatteri delle acque basse al largo delle coste dell’America Centrale e del Sud. Questa scoperta è stata inizialmente sorprendente per gli studiosi, poiché di solito gli organismi presentano solo una forma di questo enzima. Tuttavia, ulteriori analisi hanno confermato che entrambe le varianti di RuBisCo sono attivamente impiegate nei processi di fotosintesi di questi microbi.

La presenza di entrambe le forme di RuBisCo potrebbe conferire ai cianobatteri delle acque basse un vantaggio adattativo significativo, consentendo loro di sfruttare in modo più efficiente il carbonio presente nell’ambiente povero di ossigeno in cui vivono. Questa peculiarità potrebbe avere importanti implicazioni per la capacità degli oceani di assorbire il carbonio atmosferico e per lo sviluppo di colture più efficienti in agricoltura.

Inoltre, la scoperta potrebbe aprire nuove prospettive nell’ingegnerizzazione delle piante per migliorarne le prestazioni e la sostenibilità. Gli studiosi sono entusiasti di continuare a esplorare le potenzialità di questa scoperta e di collaborare con esperti del settore per sviluppare nuove soluzioni nel campo dell’ingegneria genetica vegetale.

Ricercatori del Laboratorio di Geomicrobiologia di Dekas svuotano acqua marina appena raccolta
I ricercatori del Laboratorio di Geomicrobiologia di Dekas svuotano acqua marina appena raccolta, che analizzeranno a bordo della nave di ricerca, da grandi bottiglie di campionamento in tubi più piccoli.
Anne Dekas

In conclusione, la flessibilità e l’adattabilità dei geni coinvolti nei processi metabolici degli organismi, come evidenziato da questa ricerca, rappresentano un’interessante area di studio che potrebbe portare a importanti innovazioni nel campo della biologia e dell’ingegneria genetica.

Links: