Gli indizi del cammino evolutivo nelle sorgenti termali

Le applicazioni di biotecnologia possono sfruttare gli organismi microbici per degradare le sostanze inquinanti o produrre alcuni tipi di cibi, come lo yogurt o il pane. I batteri che producono metano, o metanogeni, vengono utilizzati ad esempio negli impianti di trattamento delle acque reflue ma la loro attività è spesso ostacolata dalle infezioni virali.

Gli scienziati del progetto MICVIRECOLHOTSPRINGS, finanziato dall’UE, hanno studiato le popolazioni microbiche per comprendere meglio i processi di diversità microbica e di difesa virale, applicando moderne tecniche di sequenziamento ai microorganismi isolati nell’ambiente estremo delle sorgenti termali del parco nazionale di Yellowstone, negli Stati Uniti.

I microorganismi litotropici, letteralmente "che mangiano la pietra", presenti in questi soffioni traggono la loro energia dall’idrogeno e sono stati isolati insieme ai virus per studiare le modalità di interazione. Poiché questi microorganismi sono molto vicini alle radici dell’albero della vita filogenetico, rivestono inoltre un particolare interesse dal punto di vista evolutivo.

Gli esperimenti sono stati svolti nella Obsidian Pool del Parco Nazionale di Yellowstone, dove le temperature vanno da 58 a 66°C e il pH da 5,5 a 6,0. L’esame dei fanghi ha permesso ai ricercatori di ottenere isolati microbici da sottoporre alle successive analisi.

Il sequenziamento del DNA dei microbi metanogeni ha fornito informazioni preziose sulla loro evoluzione e sull’interazione con altre specie. Particolarmente interessante è il fatto che nei genomi microbici sono state trovate sequenze che indicano una difesa antivirale. Le analisi di metagenomica dei virus dello stesso ambiente hanno fornito ulteriori informazioni sul loro impatto sul profilo genetico delle comunità ospitanti. Nel complesso, questi dati indicano l’impatto che i virus possono avere avuto sulla variazione delle sequenze genetiche dei metanogeni durante l’evoluzione.

Considerato il crescente impiego dei microorganismi che producono metano nelle applicazioni di biotecnologia, i risultati del progetto potranno influire in modo significativo sul loro esito. L’attività svolta dal consorzio, soprattutto, offre nuove informazioni sull’evoluzione e sul ruolo delle interazioni microbiche nella determinazione dei cambiamenti di origine evolutiva.