[11/03/2013] News
La super alga in grado di vivere anche nell’acido delle batterie che ha rubato il genoma ai batteri
La descrizione sembra quella della creatura extraterrestre del film Alien, in grado di sopravvivere ad un caldo brutale e di resistere ad ogni veleno, ma in realtà si tratta di una piccola alga rossa "estremofila", la Galdieria sulphuraria che vive nelle sorgenti di acqua calda in Parco Nazionale di Yellowstone ma utilizza anche l'energia del sole per produrre zuccheri attraverso la fotosintesi. Questo eccezionale organismo lo si può trovare però anche al buio, nei pozzi drenaggio delle miniere pieni di acqua caustica come il l'acido delle batterie, dove si nutre di batteri in un ambiente infernale con alte concentrazioni di arsenico e metalli pesanti.
Un team di 18 ricercatori guidato da Gerald Schoenknecht dell'Oklahoma State University e da Andreas Weber e Martin Lercher dell'Heinrich Heine Universitat di Dusseldorf, si sono chiesti come potesse un'alga unicellulare aver acquisito unatale flessibilità e resilienza e lo hanno scoperto decodificando il genoma della Galdieria sulphuraria. Poi hanno pubblicato su Science gli straordinari risultati delle loro ricerche e una scoperta inaspettata: il genoma della Galdieria mostra chiari segni di un "prestito" di geni da parte di altri organismi.
Molti geni che contribuiscono ai fenomenali adattamenti della Galdieria non sono stati ereditati dalle alghe rosse primordiali, ma provengono da batteri o archeobatteri ed i ricercatori sottolineano che «Questo "trasferimento genico orizzontale" è tipico dell'evoluzione dei batteri». La tolleranza al calore della Galdieria sembra venire da geni che esistono in centinaia di copie nel suo genoma, il tutto discende da un singolo gene copiato milioni di anni fa dall'alga da un archebatterio.
La Galderia è quindi il primo organismo noto dotato di un nucleo (un eucariote) che si è adattato ad ambienti estremi grazie al "trasferimento genico orizzontale".
Matt Kane, direttore del programma della divisione biologia ambientale della National science foundation, che ha finanziato la ricerca, evidenzia che «L'era h "L'età del "comparative genome sequencing" è iniziata poco più di un decennio fa ed ha rivelato un nuovo meccanismo dell'evoluzione: il trasferimento orizzontale di geni, che non sarebbe stato scoperto in un altro modo.
Anche secondo Schoenknecht, «I risultati ci danno una nuova comprensione dell'evoluzione. Prima di questo, non c'erano molti indizi che gli eucarioti acquisissero geni da batteri».
L'alga deve la sua capacità di sopravvivere agli effetti tossici di sostanze come il mercurio e l'arsenico grazie a proteine ed enzimi che hanno avuto origine dai geni che ha rubato ai batteri. Inoltre i geni copiato permettono alla Galdieria sulphuraria di avere una tolleranza elevata alle alte concentrazioni saline e di utilizzare una varietà di fonti alimentari. I geni sono stati "rubati" da batteri che vivono nello stesso ambiente estremo della Galdieria.
Lercher spiega così queste impressionanti capacità mutanti: «Perché reinventare la ruota se si può copiarla dal vicino di casa? Di solito si presume che gli organismi con un nucleo non siano in grado di copiare i geni di specie diverse, è per questo che gli eucarioti dipendono sul sesso per ricombinare i loro genomi. Come è riuscia la Galdieria a superare questa limitazione? E' una domanda interessante». "
Per Weber, «Quello che a fatto la fatto Galdieria è un sogno che diventa realtà per la biotecnologia. La Galdieria ha acquisito geni con proprietà interessanti da organismi diversi, li ha integrati in una rete funzionale ed ha sviluppato proprietà uniche ed adattamenti. In futuro, l'ingegneria genetica potrà consentire ad altre alghe di utilizzare le proteine che offrono la tolleranza allo stress della Galdieria» .
Schoenknecht è d'accordo: «Un simile sviluppo sarebbe rilevante per la produzione di biocarburanti, dato che le alghe che producono carburanti non hanno ancora la capacità di sopportare le stesse condizioni estreme che ha a Galdieria».