Un batterio produce un "liquido organico per lavare i piatti" per degradare il petrolio
Uno studio ha messo in luce il meccanismo con il quale questa creatura marina produce il detergente
Il batterio marino Alcanivorax borkumensis si nutre di petrolio, moltiplicandosi rapidamente in seguito a fuoriuscite di petrolio e accelerando così l'eliminazione dell'inquinamento, in molti casi. Lo fa producendo un "liquido organico per lavare i piatti" che utilizza per attaccarsi alle gocce di petrolio. I ricercatori dell'Università di Bonn, dell'Università RWTH di Aachen, dell'Università Heinrich Heine di Düsseldorf e del centro di ricerca Forschungszentrum Jülich hanno ora scoperto il meccanismo di sintesi di questo "liquido lavastoviglie organico". Pubblicati sulla prestigiosa rivista internazionale Nature Chemical Biology, i risultati della ricerca potrebbero consentire la selezione di ceppi più efficienti di batteri che degradano il petrolio.
Tradotto vagamente in inglese, il nome latino del batterio è "mangiatori di alcani di Borkum". In effetti, il nome dice tutto, perché gli alcani sono catene di idrocarburi presenti in grandi quantità nel petrolio. A. borkumensis si nutre di catene ricche di energia che si trovano naturalmente nel mare e di catene non naturali, come quelle disperse nelle fuoriuscite di petrolio. In molti casi i batteri si moltiplicano rapidamente, accelerando così il processo di rimozione dell'inquinamento.
Petrolio e acqua non si mescolano
Poiché è risaputo che l'olio e l'acqua non si mescolano, per mangiare il suo cibo preferito, la microscopica creatura marina ha bisogno di un aiuto chimico. Lo produce da sé, producendo una sorta di detersivo naturale per piatti. Questo "detergente" è un composto costituito dall'amminoacido glicina e da un composto di zuccheri e acidi grassi. "Le molecole hanno una parte idrosolubile e una parte liposolubile", spiega il professor Peter Dörmann, biochimico presso l'istituto IMBIO (Istituto di fisiologia molecolare e biotecnologia delle piante) dell'Università di Bonn. "I batteri si depositano sulla superficie delle gocce d'olio, dove formano un biofilm".
Il meccanismo con cui il mangiatore di alcani sintetizza questo detergente non è stato compreso fino a quando un gruppo di lavoro guidato dal professor Karl-Erich Jaeger del Forschungszentrum Jülich e dell'Università Heinrich Heine di Düsseldorf non ha studiato intensamente il genoma del batterio. "Nella nostra ricerca abbiamo identificato un gruppo di geni che ritenevamo potesse svolgere un ruolo nella produzione della molecola", racconta il professor Jaeger. In effetti, quando i geni di questo cluster venivano "spenti", i batteri perdevano la capacità di attaccarsi alle gocce d'olio. "Di conseguenza, hanno assorbito meno olio e sono cresciuti molto più lentamente", ha dichiarato il professor Lars Blank della RWTH Aachen University.
Potenziali applicazioni biotecnologiche
Uno studente di dottorato del professor Dörmann, Jiaxin Cui, è riuscito infine a elaborare il percorso sintetico attraverso il quale A. borkumensis produce il detergente. Tre enzimi sono coinvolti in questo processo, in cui la molecola viene assemblata passo dopo passo. I tre geni contengono le istruzioni per costruire questi biocatalizzatori, senza i quali il processo di legame non può procedere in modo efficiente. "Abbiamo trasferito con successo i geni coinvolti in un altro batterio, che ha poi prodotto anche il detergente", spiega Cui.
I batteri come l'A. borkumensis sono importanti per degradare l'inquinamento da petrolio, quindi questi risultati sono di notevole interesse e potrebbero portare allo sviluppo di nuovi ceppi più efficaci. "Questo detergente naturale potrebbe avere anche applicazioni biotecnologiche, ad esempio per la produzione microbica di composti chimici chiave dagli idrocarburi", afferma Dörmann, che è membro dell'Area di Ricerca Transdisciplinare (TRA) "Futuri Sostenibili" dell'Università di Bonn.
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Pubblicazione originale
Jiaxin Cui, Maximilian Fassl, Vaisnavi Vasanthakumaran, Maya Marita Dierig, Georg Hölzl, Tobias Karmainski, Till Tiso, Sonja Kubicki, Stephan Thies, Lars M. Blank, Karl-Erich Jaeger, Peter Dörmann; "Biosurfactant biosynthesis by Alcanivorax borkumensis and its role in oil biodegradation"; Nature Chemical Biology, 2025-5-9
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