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Nuovi approfondimento nella diversità degli archei

Diversamente dai batteri, gli archei unicellulari sono stati oggetto di studio in misura molto minore. Adottando un approccio basato sulla genomica, alcuni ricercatori europei hanno caratterizzato nuove linee genetiche che contribuiscono alla diversità filogenetica archeale.
Nuovi approfondimento nella diversità degli archei
Gli archei costituiscono uno dei tre principali domini della vita, assieme ai batteri e gli eucarioti. Studi pionieristici in materia hanno dimostrato che gli archei sono ecologicamente importanti e hanno svolto un ruolo rilevante nell’origine degli eucarioti.

Attualmente si conoscono quattro superfili archei (DPANN, ASGARD, TACK ed Euryarchaeota). Anche se sono considerati il dominio diverso della vita minimo in assoluto, indagini recenti dimostrano la loro esistenza in ambienti anossici, ad esempio sedimenti in alto mare e habitat acquatici. Tuttavia, gli sforzi di caratterizzazione sono stati ostacolati da difficoltà di coltivare tali linee genetiche archeali in condizioni di laboratorio.

Il progetto ENIGMAARCHAEA (Shedding light on the diversity, ecology and evolution of enigmatic, uncultivated archaea using novel single cell and metagenomics approaches), finanziato dell’UE, si è occupato di superare le limitazioni alla coltura e di studiare la diversità degli archei, la loro evoluzione e distribuzione geografica. I ricercatori hanno impiegato le potenti tecniche della genomica a singola cellula e della metagenomica, per ottenere e analizzare sequenze di genoma di tipi (phyla) archeali potenzialmente nuovi.

Sono stati raccolti campioni da varie regioni in ogni parte del mondo, ad esempio sedimenti di sorgenti termali, sedimenti marini e fluviali. Gli scienziati hanno sequenziato il DNA ricavato da tali campioni e, tramite sofisticati metodi di bioinformatica, li hanno assegnati a genomi individuali. In tal modo è stato possibile identificare varie sequenze di genoma da componenti nuovi e non da coltura degli archei, come il Lokiarchaeum, strettamente affine agli eucarioti.

Riveste particolare interesse che l’analisi dei genomi di archei abbia identificato geni codificanti proteine correlati a omologhi eucarioti, tra cui l’actina e le GTPasi, note per il loro ruolo nei processi cellulari eucariotici fondamentali. Sono state compiute anche osservazioni significative in relazione al metabolismo centrale del carbonio e dell’energia in tali linee genetiche. I dati preliminari indicano la presenza di enzimi in grado di degradare importanti inquinanti nei nostri ecosistemi.

In generale, lo studio ENIGMAARCHAEA ha radicalmente modificato la nostra percezione degli eucarioti e ha suscitato un’attenzione senza precedenti da parte dei mezzi di informazione in tutto il pianeta. Oltre alle nozioni ottenute sull’evoluzione e la diversità degli archei, i risultati del progetto possono rivestire una valenza economica ed ecologica.

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Keywords

Archei, genomica, eucarioti, ENIGMAARCHAEA, metabolismo