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Una migliore comprensione del ruolo ecologico dei microorganismi non coltivati negli oceani

Anche se si sospetta siano uno dei principali agenti di mortalità dei batteri marini negli oceani, si sa poco sull’abbondanza e sul ruolo ecologico degli stramenopili marini (marine stramenopiles, MAST) negli ecosistemi globali. Un’iniziativa dell’UE ha analizzato questi micro-organismi non coltivati e le loro funzioni chiave in ambienti marini in varie parti del mondo.
Una migliore comprensione del ruolo ecologico dei microorganismi non coltivati negli oceani
Tali diversificati microbi eucariotici, costituiti da 18 gruppi distinti, sono grazer (pascolatori) batterici diffusi e abbondanti. Di conseguenza, i MAST possono determinare effetti enormi sul funzionamento degli ecosistemi marini. Tuttavia, per la massima parte tale diversità resta non coltivata; pertanto, la determinazione della diversità microbica e degli attributi ecologici ed evolutivi dei MAST risulta una delle principali sfide per gli scienziati.

Su tali premesse, il progetto DYGEMAST (Dynamics, genomics and functional significance of uncultured marine stramenopiles) si è proposto di valutare la dinamica dell’abbondanza di MAST e di indagare sulla loro importanza ecologica negli oceani, attraverso le opportunità delle analisi a livello di singola cellula.

Adottando un approccio di conta automatica delle cellule picoeucariotiche, i partner del progetto hanno studiato la dinamica di varie genealogie di MAST nei sistemi marini. L’approccio è stato ulteriormente ottimizzato, al fine di fornire una stima precisa delle densità di picoeucarioti di dimensioni cellulari contrastanti, in un’ampia varietà di campioni. Gli studiosi hanno applicato il metodo all’analisi della distribuzione verticale e spaziale di tre gruppi di MAST in relazione a fattori ambientali, allo scopo di riuscire a penetrare nella loro ecologia. Dalle scoperte emergono abbondanze contrastanti tra tre genealogie, con le massime densità nei campioni di superficie prelevati vicino alle coste e all’equatore.

Mediante tecniche d’avanguardia, il team di DYGEMAST ha anche esaminato la genomica e il ruolo delle genealogie di MAST negli ecosistemi marini. L’analisi ha contribuito ad accrescere le informazioni genomiche acquisite in una particolare genealogia di MAST, tramite la combinazione di più cellule singole. Grazie a questa strategia di co-assemblaggio, è stato osservato un aumento significativo di informazioni genomiche, da circa il 20 % di funzioni geniche in una singola cellula fino a circa il 70 % nei co-assemblaggi finali. Tale approccio consente di iniziare a penetrare nella composizione strutturale e funzionale di genomi di MAST, permettendo di affrontare nuove domande ecologiche ed evolutive riguardo a tali microbi eucariotici.

Grazie a DYGEMAST, la varietà di strumenti sviluppati e di approcci impiegati in relazione ai MAST può ora essere adattata a vari protisti. Un approfondimento più ampio sul ruolo della biodiversità microbica negli oceani attraverso l’esame dei MAST può, in ultima istanza, essere utile agli sforzi per affrontare il cambiamento climatico globale e la potenziale perdita di biodiversità.

Informazioni correlate

Keywords

Microorganismi, stramenopili marini, microbi eucariotici, picoeucarioti, genomica da singola cellula, conta automatica delle cellule, DYGEMAST
Numero di registrazione: 190679 / Ultimo aggiornamento: 2016-12-08