Catalizzare il cambiamento industriale con enzimi di origine marina

Il mese di aprile del 2015 ha visto il lancio di un ambizioso progetto quadriennale finanziato dall’UE che spera di liberare l’immenso potenziale degli enzimi ottenuti dal mare. Il consorzio INMARE (“Industrial Applications of Marine Enzymes: Innovative screening and expression platforms to discover and use the functional protein diversity from the sea”) ha messo assieme un team di esperti mondiali allo scopo di identificare nuovi enzimi che potrebbero essere utili per industrie che spaziano dai cosmetici alla medicina.


Gli enzimi sono ampiamente usati nell’industria chimica, e sono anche fondamentali per altre industrie dove sono necessari dei catalizzatori biologici. Queste vanno dalla produzione di birra e biocarburanti, fino ai detergenti biologici e all’industria della carta. I microrganismi marini, come batteri, funghi, spugne e alghe, sono stati identificati come una fonte non sfruttata di enzimi, ma rimangono piuttosto sottoutilizzati. Soltanto una piccolissima parte degli enzimi marini hanno raggiunto la commercializzazione.


Secondo il team di INMARE, si tratta di un’occasione persa. Il difficile ambiente marino potrebbe produrre ingredienti resistenti, già in grado di sopravvivere ai processi industriali estremi, e questo alla lunga potrebbero aiutare a ridurre i costi aziendali. Ciò avviene perché l’ottimizzazione degli enzimi, un processo per renderli più stabili e per migliorare le loro prestazioni, può essere dispendioso in termini di tempo e costoso, coinvolgendo il miglioramento di determinate caratteristiche quali resistenza al calore o la capacità di sopravvivere a pressioni estreme.


Il progetto INMARE userà delle nuove tecniche di screening per identificare degli enzimi di origine marina potenzialmente promettenti. Particolarmente interessanti saranno i microbi capaci di sopravvivere in condizioni difficili come pressione, salinità o temperatura estreme. Tali microbi potrebbero contenere enzimi capaci di funzionare in contesti industriali con dure condizioni fisiche e chimiche, senza aver bisogno dell’ottimizzazione. Il progetto aprirà inoltre la strada a una tecnologia per la scoperta dei geni basata sulla bioinformatica.


Un altro importante elemento del progetto sarà la promozione della sostenibilità ambientale. Con le risorse globali che vengono usate ad una velocità in costante aumento, le risorse microbiologiche non sfruttate provenienti dal mare potrebbero fornire all’industria una fonte quasi illimitata di prodotti più sicuri, economici ed ecologici; a patto che questa risorsa venga gestita in modo responsabile.


Il progetto non parte da zero, ma si basa su precedenti ricerche finanziate dall’UE. Il progetto MACUMBA ad esempio, che dura fino a luglio del 2016, ha aiutato a identificare nuovi modi di coltivare e aumentare l’efficienza di crescita dei microrganismi marini sia in habitat normali che estremi. Analogamente, il progetto MAMBA, finanziato dall’UE, ha sviluppato nuovi metodi per selezionare microrganismi per l’utile attività degli enzimi.


Inoltre, il consorzio INMARE ha già accesso a oltre 100 librerie genomiche, che contengono microbi provenienti da una varietà di ambienti che possono essere sottoposti immediatamente allo screening. Il team intende accrescere questa libreria con DNA estratto dagli ambienti marini estremi che non sono stati ancora adeguatamente studiati.


INMARE è formato da oltre 20 partner provenienti dal mondo accademico e industriale di 12 paesi, tra cui partner industriali multinazionali di primo piano. Entro il 2019, il progetto spera di aver scoperto enzimi microbici capaci di fornire prodotti chimici ad alto contenuto tecnologico rispettosi dell’ambiente, nuove tecnologie di pulizia e persino farmaci antitumorali.