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Simulazione della luce naturale per lo studio dell'ecologia molecolare

Il Prochlorococcus è uno dei principali organismi procarioti presenti negli ecosistemi oceanici e caratterizzati dall'assenza di materiale genetico nel nucleo cellulare. Le colture di questo organismo sono problematiche, poiché in natura esso vive a profondità elevate, raramente raggiunte dalla luce. Pertanto, è stato messo a punto un sistema di illuminazione che alterna automaticamente la luce al buio, ricreando le condizioni necessarie per la coltura del Prochlorococcus.
Simulazione della luce naturale per lo studio dell'ecologia molecolare
Negli ultimi anni, i biologi hanno trovato nuove soluzioni ai problemi ecologici ricorrendo alla biologia marina, ovvero la biologia molecolare applicata all'oceanografia. Grazie ai progressi compiuti, oggi è possibile utilizzare direttamente in situ le sonde molecolari sui campioni prelevati, al fine di osservare la diversità genetica nelle specie marine o di studiarne lo status nutrizionale.

Il Prochlorococcus è uno dei più importanti microrganismi marini scoperti recentemente. Si tratta dell'organismo più piccolo e fotosintetico della Terra, presente in zone come il Mediterraneo e il Mar Rosso, povere di nutrienti vegetali ma con una vasta quantità di ossigeno dissolto. A quest'organismo è da attribuirsi la produzione primaria di biomassa fotosintetica in queste zone. Le tecniche di citometria a flusso consentono di effettuare facilmente il conteggio e la caratterizzazione del Prochlorococcus. Inoltre, è possibile isolare e studiare in laboratorio gli estratti oggetto di coltura, attinti da vari siti e a diverse profondità. Per tutti questi motivi, il Prochlorococcus costituisce un prezioso modello biologico per gli studi ecologici.

L'utilizzo di sistemi automatizzati che riproducono artificialmente le condizioni ambientali naturali costituisce un metodo ampiamente diffuso e consolidato per lo studio di varie specie, soprattutto dei microrganismi unicellulari. Nel quadro del presente progetto è stato sviluppato un cycler di illuminazione artificiale per la coltura di microrganismi Prochlorococcus. Il sistema è costituito da un doppio insieme di tubi al neon a regolazione luminosa, controllati da un computer, i quali producono un'illuminazione uniforme, alternando gradualmente la luce al buio. Questo sistema riproduce in modo molto efficace la luce naturale dei raggi solari con valori che raggiungono quasi i 1000 micro-mol quanta m-2 s-1.

I metodi fino ad oggi utilizzati si basavano su segnali quadrati (buio totale/piena luce) per studiare le caratteristiche biologiche dei Prochlorococcus (crescita, ciclo cellulare, fotosintesi, espressione genica). Rispetto ai vecchi sistemi, il nuovo dispositivo è più appropriato ed offre prestazioni di gran lunga migliori per quanto riguarda l'induzione di una coltura di Prochlorococcus ben sincronizzata e a crescita esponenziale. L'utilizzo di questo apparecchio può essere esteso a tutti i campi di ricerca o i settori industriali che conducono studi approfonditi sui ritmi duali negli organismi vegetali o animali, come per esempio gli orologi biologici.
Numero di registrazione: 80434 / Ultimo aggiornamento: 2005-09-18
Dominio: Biologia, Medicina