Una farmacia naturale in via di estinzione nascosta nelle barriere coralline
L'analisi del genoma rivela un vasto arsenale di sostanze naturali per la medicina e la biotecnologia: oltre il 99% delle specie era precedentemente sconosciuto
Annunci
I ricercatori del Politecnico di Zurigo hanno identificato centinaia di specie microbiche che vivono tra i coralli. Questi microbi producono una varietà di sostanze con un potenziale non sfruttato per la medicina e la biotecnologia, rendendo l'ecosistema della barriera corallina ancora più prezioso di quanto non sia stato riconosciuto in precedenza.
Le barriere coralline sono ricche di vita: ospitano oltre un terzo di tutte le specie animali e vegetali marine della Terra, nonostante coprano meno dell'1% del fondo oceanico. Tuttavia, questa immensa diversità è minacciata dall'aumento della temperatura degli oceani. Dagli anni '50, metà della popolazione mondiale di coralli è già scomparsa.
Oltre agli abitanti visibili della barriera corallina, anche innumerevoli microrganismi sono in pericolo. Questi vivono spesso in simbiosi con coralli, spugne e altri abitanti della barriera corallina, a beneficio di entrambi. Per difendersi da agenti patogeni, predatori e concorrenti, i microbi producono un vasto arsenale di prodotti naturali che potrebbero essere di grande utilità per l'umanità.
L'entità della potenziale perdita di questa "farmacia naturale" è dimostrata da un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature. Condotto dai gruppi di ricerca dell'ETH guidati da Shinichi Sunagawa e Jörn Piel, in collaborazione con Lucas Paoli dell'EPFL e il Tara Pacific Consortium, questo studio ha identificato nuove specie microbiche nei coralli che hanno la capacità di produrre nuove sostanze.
I campioni rivelano una moltitudine di microbi
I ricercatori hanno esaminato più di 800 campioni di corallo raccolti dieci anni fa durante una spedizione della nave da ricerca Tara nell'Oceano Pacifico. La maggior parte di questi campioni proveniva da coralli di fuoco o di pietra che costruiscono la barriera corallina.
Il team ha innanzitutto sequenziato frammenti di DNA microbico dai campioni. Utilizzando computer ad alte prestazioni del Politecnico di Zurigo, hanno poi ricostruito i genomi di 645 specie diverse di batteri e archaea. "Per oltre il 99% di queste specie non erano disponibili in precedenza informazioni genomiche. In sostanza, erano sconosciute alla scienza", spiega Sunagawa.
Ogni corallo ha il suo microbioma
Un confronto con campioni di acqua di mare aperto ha mostrato che questi microrganismi non sono ampiamente distribuiti nel Pacifico, ma si trovano solo all'interno della barriera corallina. Inoltre, tendono a essere limitati a un particolare tipo di corallo, con quasi nessuna sovrapposizione tra i diversi generi di corallo. Sunagawa osserva che questi microrganismi abitano tipicamente la superficie e la cavità gastrica dei coralli ospiti, formando un ecosistema complesso, simile al microbioma cutaneo e intestinale degli esseri umani.
Impronte genetiche per i prodotti naturali
Tuttavia, i ricercatori non si sono accontentati di descrivere nuove specie, ma hanno voluto indagare sulle sostanze biochimiche che questi microbi potrebbero produrre. Esaminando attentamente il materiale genetico per le "cianografie" di questi prodotti naturali, hanno scoperto un tesoro nascosto.
"Abbiamo trovato più potenziale per la produzione di prodotti naturali nei genomi dei microrganismi della barriera corallina di quanto avessimo trovato in precedenza in tutto l'oceano aperto", dice Sunagawa. Una delle ragioni potrebbe essere l'alta densità di vita nelle barriere coralline: in un ambiente così affollato, un organismo con un arsenale di difesa chimica versatile ha un chiaro vantaggio competitivo.
Finora ne è stata scoperta solo una parte
Per Sunagawa, queste scoperte sono solo l'inizio: "Nell'ultimo studio abbiamo esaminato coralli di soli tre generi. In totale, però, ci sono diverse centinaia di generi conosciuti, che comprendono diverse migliaia di specie". Anche i microbiomi di altri organismi marini ricchi di specie, come spugne, molluschi e alghe, non sono ancora stati studiati a sufficienza.
I ricercatori sono molto preoccupati per la portata di queste lacune di conoscenza e per le loro implicazioni. Se la biodiversità delle barriere coralline continuerà a diminuire, ciò significherà la perdita irrimediabile di migliaia di specie microbiche per lo più sconosciute.
"La ricerca molecolare sulle barriere coralline offre un enorme potenziale per applicazioni biotecnologiche e mediche", afferma Piel. "Siamo sotto pressione per sfruttare e proteggere questo potenziale", esorta Sunagawa. È quindi assolutamente necessario che la protezione delle barriere coralline includa anche il microbioma.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Fabienne Wiederkehr, Lucas Paoli, Daniel Richter, Dora Racunica, Hans-Joachim Ruscheweyh, Martin Sperfeld, James O’Brien, ... Romain Troublé, Christian R. Voolstra, Patrick Wincker, Maren Ziegler, Jörn Piel, Shinichi Sunagawa; "Coral microbiomes as reservoirs of unknown genomic and biosynthetic diversity"; Nature, 2026-2-25
Altre notizie dal dipartimento scienza
