Misurare il micromondo che controlla il nostro mondo
Dal suolo che calpestiamo fino all'intestino umano, le comunità microbiche controllano tutti i processi biologici fondamentali sul nostro pianeta, e possono fornire importanti informazioni sulle minacce e le modifiche a questi ambienti. Scienziati finanziati dall'UE hanno sviluppato un modo più preciso per misurare il flusso del carbonio in queste comunità di microrganismi e per capire più nel dettaglio le loro funzioni e i loro processi metabolici. I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista Molecular and Cellular Proteomics. I cambiamenti nelle comunità microbiche (raggruppamenti di microrganismi invisibili ad occhio nudo) sono spesso i segni di avvertimento prima delle modifiche che avvengono in un ambiente nel suo complesso. Trovandosi al gradino più basso della catena alimentare, queste comunità forniscono ai microbiologi dati utili per aiutarli a capire, prevenire e curare anche questi cambiamenti. Ma con milioni di specie di microrganismi presenti sulla Terra, risulta estremamente difficile per i ricercatori decidere quali siano gli organismi fondamentali nell'ambito delle comunità microbiche sui quali concentrarsi. Un team di scienziati che collabora al progetto ISOTONIC ("Isotope tools to investigate structure and function of microbial communities") è riuscito ad identificare le specie chiave in modo più efficace, per studiare i processi di remineralizzazione naturale e le interazioni tra microrganismi. La nuova tecnica, nota come Protein-SIP (stable isotope probing), ha ampie possibilità di potenziali applicazioni e potrebbe addirittura condurre allo sviluppo di nuovi trattamenti medici. Con il metodo della Protein-SIP, le comunità microbiche sono alimentate con una fonte di carbonio contenente due masse di isotopi (atomi con lo stesso elemento chimico che hanno un diverso numero di neutroni). Prima che fosse sviluppata questa nuova tecnica, gli scienziati potevano identificare le specie con attività metabolica mediante l'analisi del DNA (acido desossiribonucleico) o del RNA (acido ribonucleico). Grazie alla Protein-SIP, è ora possibile studiare il flusso di carbonio (la differenza tra la rimozione e l'aggiunta di carbonio). La tecnica permette di identificare le catene alimentari inerenti a una comunità microbica e perfino di studiare le interazioni tra i gruppi di microrganismi che vivono all'interno della stessa comunità. Il professor Hauke Harms del Centro Helmholtz per la ricerca ambientale (UFZ), in Germania, ha osservato che il nuovo algoritmo renderà il lavoro di ricerca molto più facile. "Il metodo offre un grande potenziale per lo studio delle comunità, che sono al centro dell'ecologia microbica", ha detto. La tecnica, che viene già applicata in progetti sull'energia e ambientali, può essere utilizzata in vari modi, ad esempio nel trattamento dei biofilm (come quelli usati nelle acque di scarico), nei processi di generazione di biogas, per l'analisi dell'intestino umano e nella delineazione di trattamenti del tutto nuovi. Se utilizzata con altre tecniche, Protein-SIP è anche un modo efficace per studiare la rete alimentare coinvolta, per esempio, nel degrado del benzene. "Protein-SIP è già utilizzata in progetti svolti con partner nazionali ed internazionali per individuare le attività metaboliche dei batteri metano dai giacimenti di petrolio e il ciclo del metano nei sedimenti marini", ha detto il dott. Hans Richnow dell'UFZ. Il team continuerà la propria ricerca seguendo due filoni: l'individuazione degli organismi chiave nel degrado degli inquinanti ambientali, in assenza di ossigeno, e lo studio della relazione tra batteri intestinali e il loro organismo ospite. Guidato dall'UFZ, ISOTONIC è stato finanziato dall'UE con 301.653 euro tramite le azioni Marie Curie nell'ambito del Sesto programma quadro (6° PQ).
Paesi
Germania