Batteri

Le dinamiche che regolano il carbonio organico

Le dinamiche che regolano il carbonio organico

Un nuovo studio condotto dai ricercatori del Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) e dell'Università di Harvard può aiutare a risolvere una questione di vecchia data: come mai piccole quantità di carbonio organico si bloccano nella roccia e nei sedimenti, impedendo di decomporsi.

Secondo il dottor Jordon Hemingway, (1) autore principale dello studio (pubblica dalla rivista Nature (2), ricercatore postdottorato a Harvard e ex studente dell'OMI, conoscere le dinamiche che regolano questo processo potrebbe aiutare a spiegare perché la miscela di gas nell'atmosfera è rimasta stabile per così tanto tempo.

Secondo il dottor Jordon Hemingway, il biossido di carbonio atmosferico è una forma inorganica di carbonio. Le piante, le alghe e alcuni tipi di batteri possono estrarre la CO2 dall'aria e utilizzarla come elemento di base per zuccheri, proteine e altre molecole nel loro corpo. Il processo, che avviene durante la fotosintesi, trasforma il carbonio inorganico in una forma “organica”, rilasciando ossigeno nell'atmosfera. Il contrario avviene quando questi organismi muoiono: i microbi iniziano a decomporsi, consumando ossigeno e rilasciando CO2 nell'aria. Uno dei motivi chiave per cui la Terra è rimasta abitabile è che questo ciclo chimico è leggermente sbilanciato. Per qualche ragione, una piccola percentuale di carbonio organico non viene scomposta dai microbi, ma rimane conservata sottoterra per milioni di anni.

Sulla base delle prove esistenti, i ricercatori hanno sviluppato due possibili ragioni per cui il carbonio è lasciato alle spalle;

Per i microbi resistenti Harvard punta sui vaccini

Harvard ha recentemente valutato il ruolo che i vaccini possono svolgere nel contrastare l'ondata di AMR (antimicrobial resistance)

I vaccini possono aiutare a combattere l'aumento dei microbi resistenti ai farmaci?

Alcuni dei più importanti farmaci, che i medici hanno a loro disposizione, sono diventati inefficaci per i pazienti a causa della resistenza acquisita da virus, batteri e parassiti, e il problema è destinato a peggiorare.

Ceppi resistenti ai farmaci di gonorrea, salmonella, Escherichia coli (E. coli) e molti altri agenti, che causano malattie, stanno prosperando in tutto il mondo e le conseguenze sono disastrose: secondo una statistica del 2016 sulla resistenza antimicrobica, commissionata dall'ex primo ministro britannico David Cameron, almeno 700.000 persone muoiono ogni anno, a livello globale, a causa della resistenza antimicrobica (AMR).

È una situazione pericolosa, ma diversi nuovi studi, efettuati dai ricercatori di Harvard T.H. Chan School of Public Health, indicano che i vaccini potrebbero rappresentare uno strumento importante nella lotta contro la resistenza antimicrobica.

Gli atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS) hanno recentemente dedicato una sezione speciale per esaminare il ruolo che i vaccini possono svolgere nel contrastare l'ondata di AMR (antimicrobial resistance).

Batterio sociale con abitudini versatili

Gli scienziati hanno usato il batterio cooperativo Myxococcus xanthus come organismo modello per studiare lo sviluppo e la cooperazione microbica

Un batterio cooperativo è stato utilizzato dagli scienziati come organismo modello per studiare lo sviluppo e la cooperazione microbica.

Molti sistemi viventi condividono una capacità fondamentale di cooperazione. Le piante e gli animali sono costituiti da miliardi di cellule che comunicano tra loro, svolgono compiti specifici e condividono le loro risorse. Molti microrganismi monocellulari cooperano in modi altrettanto versatili: formano comunità e scambiano tra loro geni e risorse utili.

Il microbo Myxococcus xanthus è particolarmente cooperativo. Individuato nei terreni di tutto il mondo, è stato utilizzato dagli scienziati come organismo modello per studiare lo sviluppo e la cooperazione microbica. Le cellule di questo batterio predatore formano gruppi cooperativi che si organizzano per cacciare insieme altri microrganismi all'interno del suolo. Per spostarsi come gruppo, secernono sostanze lubrificanti e gettano appendici che si attaccano alla superficie circostante e ad altre cellule, spostandole in avanti mentre ritraggono queste appendici. Quando scarseggia il cibo, migliaia di questi batteri si aggregano e si trasformano in spore riposanti. Questo stratagemma consente loro di sopportare la fame e la siccità.

In passato gli scienziati teorizzavano che i gruppi di microbi cooperativi in natura potessero essere socialmente omogenei perché ciò avrebbe impedito il conflitto tra le cellule e quindi di minare la cooperazione. È stato dimostrato che individui geneticamente distinti appartenenti a gruppi diversi spesso evitano, ostacolano e si combattono a vicenda. “La nostra conoscenza della composizione genetica all'interno di gruppi cooperativi di questi batteri sociali in natura era molto limitata”, afferma Sébastien Wielgoss, (1) docente nel gruppo di ricerca del professor Gregory Velicer, (2) Istituto per la biologia integrativa, ETH di Zurigo.

In uno studio recentemente pubblicato su Science, (3) i ricercatori hanno utilizzato analisi genetiche per dimostrare che, mentre i gruppi cooperativi del batterio del suolo Myxococcus xanthus consistono in cellule strettamente correlate, il numero di tipi genetici e varietà di comportamento sociale, riscontrati all'interno dei singoli gruppi di corpi fruttiferi, sono inaspettatamente alti. I ricercatori hanno dedotto che queste collezioni di linee cellulari diversificate possono rimanere intatte per centinaia di generazioni.

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