Una delle sfide principali degli organismi marini che abitano nelle gelide acque antartiche (dove le temperature sono costantemente vicine a -2°C) è quella di restare in vita senza congelare.
Pubblicato il 11 luglio 2024
Alcuni pesci sopravvivono grazie a proteine antigelo ma molti altri organismi, come alcuni vermi policheti, non hanno evoluto la capacità di produrle. Per lungo tempo, quindi, in che modo questi organismi potessero restare in vita senza rimanere paralizzati dal ghiaccio è rimasto un mistero per gli scienziati.
Lo studio appena pubblicato sulla prestigiosa rivista Science Advances da un gruppo interamente italiano di scienziati guidato dalla Prof.ssa Cinzia Corinaldesi dell’Università Politecnica delle Marche rivela, per la prima volta, che tre specie endemiche di vermi policheti marini (ovvero specie presenti esclusivamente in Antartide) riescono a resistere al freddo estremo grazie alla produzione di proteine antigelo da parte di batteri simbionti che vivono al loro interno.
Il progetto di ricerca denominato DEMBAI, finanziato dal Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA), è stato condotto nel Mare di Ross, dove si trova la base Antartica italiana “Mario Zucchelli” e dove le ricercatrici e i ricercatori dell’Università Politecnica delle Marche, delle Università di Bologna, del Salento, di Ferrara e della Stazione Zoologica Anton Dohrn hanno scoperto particolari specie di batteri che sono ospitate, in grande abbondanza, nei tessuti di alcuni policheti antartici. Questi batteri producono delle proteine antigelo, ovvero proteine speciali che abbassano il punto di congelamento dei liquidi interni e li rendono più fluidi, rendendo la circolazione del “sangue” più efficiente e una migliore ossigenazione dell’animale, consentendone l’adattamento alle basse temperature.
Lo studio mette anche in evidenza l’esistenza di una simbiosi evolutiva tra batteri e vermi antartici, instauratasi in tempi antichi, da cui traggono vantaggio entrambe le parti. Inoltre, questo studio costituisce un’ulteriore prova che i batteri simbionti presenti nei tessuti degli organismi animali (il cosiddetto microbioma) sono essenziali per la loro vita e che hanno evoluto caratteristiche funzionali a complementazione della fisiologia dell’ospite, divenendone parte integrante e consentendone l’adattamento a diverse condizioni ambientali.
“Si tratta di una nuova scoperta che permette di capire che i microbi che vivono in simbiosi con animali antartici conferiscono loro dei “superpoteri” per l’adattamento al freddo estremo e per vincere il congelamento” afferma primo autore Emanuela Buschi, ricercatrice della Stazione Zoologica a Fano Marine Center, che aggiunge “la scoperta di queste proteine batteriche antigelo apre il campo anche a nuove applicazioni biotecnologiche perché ci permette di capire come possiamo usare soluzioni per la crio-protezione basate sulla natura”.
Il team di ricerca UNIBO che afferisce al FMC si è occupato dell’analisi proteomica dei campioni di policheti. In particolare, spiegano i ricercatori “ci siamo occupati del protocollo per l’estrazione di proteine dai tessuti dei policheti e della corsa proteica in SDS-PAGE (sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis) utilizzando gel di poliacrillamide precast 16.5%. Il gel risultante dalla corsa elettroforetica è stato poi colorato con Comassie Blue e le bande sono state tagliate sterilmente per la successiva analisi in spettrometria di massa (LC-HRMS), effettuate dal gruppo della prof. Fiori”.
