ATTIVITA’ di RICERCA
Attualmente sono due le problematiche di cui il gruppo di ricerca si interessa: i cianobatteri e
l’espressione di geni vegetali in batteri termofili.
I cianobatteri sono dotati di enormi capacità di adattamento e riescono a vivere in molti
ambienti acquatici dalle diverse caratteristiche. Nel caso in cui le condizioni ambientali siano favorevoli
essi possono anche divenire dominanti e dare luogo a fioriture superficiali.
Alcune specie cianobatteriche sono in grado di produrre una serie di composti molti dei quali
tossici e in grado di rappresentare un rischio significativo per il biota acquatico. Queste tossine
possono causare malattie e morte negli animali, ma rappresentano un problema sanitario anche
per l’uomo attraverso la contaminazione delle acque potabili o delle acque destinate ad uso ricreativo.
Per questo motivo diventa sempre più importante monitorare, in queste acque, i cianobatteri
e le tossine da essi prodotte. Dalle ricerche compiute si è potuto finora accertare che, in gran parte
dell’Italia, non solo non vengono realizzate costantemente analisi mirate ad individuare la presenza
dei cianobatteri nelle acque, ma in molti casi questo tipo di analisi non è mai stato effettuato. Ciò
può implicare notevoli rischi sanitari, soprattutto quando le acque sono prelevate per la
potabilizzazione, ed è per questo motivo che, in collaborazione con l’Istituto Superiore di Sanità, si
sta lavorando al progetto di costituzione di un “Osservatorio nazionale delle fioriture tossiche nelle
acque superficiali italiane” che possa creare e mantenere una banca dati aggiornata sulla qualità
delle acque e sull’insorgenza di fioriture. Sono stati finora raccolti i dati relativi a varie situazioni
locali in Italia (Nord-Centro-Sud ed Isole) per iniziare a configurare quello che potrebbe diventare
un compito istituzionale di monitoraggio continuo e coordinato a livello nazionale. Nel progetto si
prevedono anche altri fondamentali compiti che l’Osservatorio dovrà svolgere come la raccolta dei
dati epidemiologici relativi ai tumori epatici o ad altri problemi sanitari già associati alle cianotossine.
Altro punto cruciale è costituito dalla definizione delle linee guida e delle tecniche dal monitoraggio
impiegate per la rilevazione di cianobatteri tossici nelle acque.
La ricerca che si svolge presso il Dipartimento riguarda lo studio dei geni identificati come
responsabili della produzione di epatotossine nei cianobatteri. Il cluster di geni mcy è stato finora
parzialmente clonato dal cianobatterio unicellulare tossico Microcystis aeruginosa PCC7941 e geni
omologhi sono stati identificati in Nostoc ceppo Cc2 e in Microcystis wesembergii. Altri cluster mcy
clonati e sequenziati da vari ceppi di Microcystis sono disponibili nelle banche dati.
Lo scopo di questi studi è l’identificazione di sequenze caratteristiche dei geni che conferiscono
la tossicità a questi microrganismi acquatici affinché possano essere usati come sonde per il
monitoraggio delle acque.
Una seconda linea di ricerca riguarda le fitasi, enzimi di varia origine (vegetale, fungina,
batterica), in grado di rendere biodisponibile il fosforo che le piante immobilizzano nei semi sotto
forma di fitina. La loro aggiunta ai mangimi esercita un effetto positivo sulla nutrizione degli animali
da allevamento monogastrici, nutriti con sole sementi, e può servire ad abbattere le elevate
concentrazioni di fosforo nelle acque di scarico con buoni risultati nella lotta all’eutrofizzazione delle
acque superficiali. Questi i contenuti scientifici della ricerca, che ha come obiettivo la produzione di
varianti termostabili dell’enzima vegetale (di mais), che, pur essendo presente in notevoli quantità
nel seme, è inattivato alle alte temperature necessarie alla preparazione dei mangimi. Lo sviluppo
di fitasi termostabili sarà ottenuto mediante evoluzione “guidata” del gene codificante e sua
espressione in un batterio termofilo (Thermus thermophilus). Questa parte del lavoro è in corso di
svolgimento con la collaborazione del Prof. Josè Berenguer del Departamento de Biologia Molecular
Centro de Biologia Molecular “Severo Ochoa” Universidad Autonoma de Madrid, CSIC (Consejo
Superior de Investigaciones Centificas).
Contestualmente si sta attuando uno screening di microrganismi dotati di attività fitasica per
isolare nuovi enzimi dalle caratteristiche più interessanti per l’industria dei mangimi.
