I metaboliti bioattivi sono piccole biomolecole che hanno il potenziale per costituire la base per nuovi farmaci e una miriade di altri prodotti.
“Esiste un enorme tesoro di potenziale genomico”, afferma Rebecca Vega Thurber, biologa marina dell’Università della California, Santa Barbara.
Thurber è uno degli scienziati che hanno partecipato alla spedizione Tara Pacific (2016-2018), un’esplorazione scientifica durata due anni delle barriere coralline dell’Oceano Pacifico. Il team della spedizione ha studiato 32 arcipelaghi e raccolto un totale di 58.000 campioni; si è trattato del primo viaggio di ricerca di queste dimensioni per esaminare questi fragili ecosistemi.
“La missione era quella di cercare di caratterizzare la biodiversità totale presente su queste barriere coralline e sistemi di acque aperte pressoché inesplorati”, afferma Thurber, direttore del Marine Science Institute dell’UCSB e coautore di un articolo pubblicato sulla rivista Nature .
La ricerca della spedizione si è concentrata su vari aspetti del microbioma della barriera corallina, ovvero i numerosi e diversi microrganismi che vivono all’interno e intorno ai coralli. Il team di Thurber era particolarmente interessato ai batteri associati a queste barriere coralline.
“In passato, molti si sono concentrati sui batteri associati all’acqua, e c’è una biodiversità davvero interessante legata ai batteri acquatici, ma nessuno si era mai davvero immerso nello studio dei batteri specifici dei coralli”, afferma.
Adottando un approccio genomico, che caratterizza il DNA degli organismi, i ricercatori hanno esaminato i batteri presenti in due tipi di corallo duro e in un tipo di corallo di fuoco. Questi ultimi sono in realtà organismi marini coloniali più strettamente imparentati con le meduse che con i loro lontani cugini duri.
Il team ha ricostruito oltre 13.000 genomi microbici assemblati tramite metagenoma a partire da campioni di corallo costruttore di barriera prelevati durante la spedizione.
“Il novanta per cento di ciò che abbiamo trovato non era mai stato trovato prima”, afferma Thurber. “Si tratta di un totale di 3.700 nuovi batteri che abbiamo scoperto grazie a questo approccio.”
Secondo quanto riportato, praticamente tutti i batteri appena scoperti erano specifici per i loro ospiti e non si trovavano nell’acqua.
Questa scoperta apre un ventaglio di possibilità per l’individuazione e la sintesi di prodotti importanti, utilizzando le molecole bioattive che questi batteri producono come risultato del loro metabolismo. I piccoli composti che i batteri utilizzano per crescere, comunicare, difendersi e adattarsi potrebbero essere convertiti per svariati scopi, dalla medicina all’industria.
“Possono essere utilizzati per la produzione di farmaci o per scopi industriali”, sottolinea.
“Potrebbero essere utilizzate nei detersivi per il bucato o nello sviluppo del calcestruzzo, ad esempio. Se si stanno sviluppando nuovi materiali biotecnologici, queste biomolecole sono davvero importanti perché permettono agli scienziati di creare nuovi prodotti sintetici.”
Tra i batteri appena scoperti, sono stati identificati nuovi gruppi di Acidobacteriota , un gruppo ubiquitario e metabolicamente versatile che codifica un’enzimologia precedentemente sconosciuta, la quale potrebbe svolgere un ruolo promettente nell’ingegneria proteica.
Inoltre, il team ha scoperto che il potenziale biosintetico dei microbiomi dei coralli costruttori di barriera era pari o superiore a quello delle spugne, una fonte ben nota e prolifica di metaboliti bioattivi. Le spugne sono state al centro della ricerca per la scoperta di prodotti bioattivi, spiega Thurber, ma i coralli non erano mai stati realmente esplorati in termini di composti bioattivi.
E questo è solo un assaggio: i ricercatori hanno esaminato appena tre specie di corallo su centinaia.
“Cosa potremmo scoprire se esaminassimo tutti i coralli?” chiede.
Tutto questo potenziale, purtroppo, risiede in ecosistemi fragili, in prima linea nella lotta al riscaldamento degli oceani, che ha già causato lo sbiancamento di molti sistemi di barriera corallina nel Pacifico.
“Ciò sottolinea l’importanza”, affermano i ricercatori, “della conservazione delle barriere coralline in quanto serbatoi vitali di diversità molecolare”.
“Le barriere coralline stanno attraversando un periodo davvero critico”, afferma Thurber. “Volevamo davvero comprendere meglio di cosa sono capaci queste creature e cosa potremmo potenzialmente perdere con la loro distruzione.”
Source: UC Santa Barbara
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