| Friday, 24/05/13 ore 00:49 |
| Vita | 13/12/02 |
| Sequenziato il genoma del batterio antinquinamento |
Lo Pseudomonas putida potrà essere utilizzato per processi di
disinquinamento del suolo
Grazie a una collaborazione transatlantica gli scienziati del TIGR (The
Institute for Genomic Research, di Rocksville, nel Maryland), e di altri 4
centri di ricerca tedeschi hanno completamente decifrato e analizzato il
genoma del batterio Pseudomonas putida, che ha ottime caratteristiche per
essere impiegato nella decontaminazione del suolo da inquinanti organici,
oltre ad avere la capacità di facilitare la crescita delle piante e
combatterne le malattie.
L'analisi del genoma è pubblicata su "Enviromental Microbiology", che
dedica l'intero numero di dicembre 2002 ad articoli riguardanti P. putida e
altre specie del genere Pseudomonas. Nell'articolo riguardante il genoma
del batterio si fa luce sul suo complesso e versatile metabolismo, che lo
rende importante per la ricerca di laboratorio e per altri usi, tra cui la
"bioremediation", ossia il disinquinamento mediato da microrganismi.
Il TIGR ha collaborato con la Medizinische Hochschule di Hannover (MHH), il
centro di ricerca nazionale per le biotecnologie, Gesellschaft fuer
Biotechnologische Forschung (GBF), di Brauschweig, il centro di ricerca sul
cancro Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) di Heidelberg e il centro di
genomica QIAGEN, di Hilden, coordinati dal professor Burkhard Tuemmler,
dell'MHH. Il progetto è stato finanziato dal dipartimento per l'energia USA
e dal ministero tedesco per la ricerca BMBF.
Potenziale portentoso
Karen Nelson, che ha guidato la parte americana del progetto, assieme a
Claire M. Fraser, presidente del TIGR, sostiene che la conoscenza del
genoma del ceppo di P. putida KT2440 renderà il batterio ancora più utile
agli scienziati che stanno sviluppando nuovi utilizzi di questo ed altri
microrganismi per la decontaminazione da composti organici.
La ricercatrice afferma: "Questo genoma costituisce un ottimo modello anche
per altri microrganismi, che hanno un potenziale portentoso in varie aree
delle biotecnologie, come il recupero di habitat inquinati, la produzione
di composti naturali e la lotta alle patologie vegetali."
Battero aerobio
P. putida è un batterio aerobio a crescita veloce che si trova nella
maggior parte dei suoli e delle acque dei climi temperati. Poichè il
microrganismo in grado di colonizzare l'area delle radici delle piante da
raccolto i ricercatori stanno tentando di ingegnerizzare dei ceppi di P.
putida al fine di sviluppare biopesticidi e preparati che favoriscano la
crescita vegetale. Il batterio è anche molto studiato per il suo variegato
metabolismo, in grado di rendere innocui composti organici tossici come
idrocarburi alifatici e aromatici.
P. putida nel 1982 è stato indicato nei protocolli del National Institute
of Health per quanto riguarda la biosicurezza come il principale ceppo
ospite per i clonaggi in batteri del suolo Gram-negativi e il ceppo KT2440
è utilizzato per lo studio e la manipolazione dei geni da batteri del suolo.
Opportunista nutrizionale
Il direttore della componente del progetto relativa al GBF, Kenneth N.
Timmis, ha descritto P. putida come "l'opportunista nutrizionale per
eccellenza", utile ai ricercatori e importante per la conservazione
ambientale dei suoli.
Dice Timmis: "L'affascinante biochimica e fisiologia, la robustezza, la
rapidità di crescita, la facilità d'uso in laboratorio e la sua naturale
predisposizione all'analisi e manipolazione genetiche ne hanno fatto un
"cavallo da lavoro" per la ricerca sui batteri terrestri e sulla
bioremediation dei suoli."
Il TIGR, che nel 1995 ha decifrato la prima sequenza genomica di un
organismo non-parassita, è leader nella genomica su microrganismi;
l'istituto ha completato la sequenza di 30 organismi e ceppi batterici e i
suoi scienziati stanno lavorando ad altri 75 progetti di sequenziamento.
Storia evolutiva
K. Nelson e Vitor Martins Dos Santos del GBF, studiando il ceppo KT2440,
hanno scoperto dei pathway per il metabolismo di composti aromatici
compresi fenil alcanoati, ferulato, vanillato, alcoli coniferilico e
cumarilico, aldeidi e acidi.
L'assistente ricercatore del TIGR Ian Paulsen, che si è occupato di
studiare la correlazione tra i pathway metabolici e i trasporti di membrana
afferma che P.putida possiede molte nuove vie metaboliche e di trasporto,
per la degradazione dei composti aromatici e di altre molecole più o meno
comuni.
Il genoma di P. putida è stato anche confrontato con quello di altre specie
per evidenziare dettagli riguardanti la storia evolutiva dei batteri;
probabilmente il confronto più utile riguarda lo Pseudomonas aeruginosa, un
patogeno opportunista appartenente allo stesso genere Pseudomonas, causa
principale di morte dei pazienti affetti da fibrosi cistica.
6,2 milioni di coppie di basi
Il biologo evoluzionista del TIGR, Jonathan Eisen sottolinea che "Un tale
paragone tra organismi strettamente correlati, ma con proprietà biologiche
differenti, ha un valore inestimabile per la comprensione di ciascuna delle
due specie. In questo caso ci consente di meglio identificare i
determinanti di patogenicità di P. aeruginosa".
Tuemmler e Christian Weinel del MHH hanno identificato numerosi sistemi
chemo-sensorii, fattori di adesione cellulare e sistemi di trasporto per
cui era stato supposto un coinvolgimento nella virulenza di P. aeruginosa.
L'analisi genomica ha evidenziato che P. putida è dotato di un singolo
cromosoma circolare di 6.2 milioni di paia di basi. Il cromosoma del ceppo
KT2440 (P.putida) contiene, per esempio, una regione rilevata anche
nell'85% degli isolati clinici da setticemie e infezioni urinarie,
suggerendo che tali geni non siano fondamentali per la virulenza. I
ricercatori hanno comunque potuto individuare molti geni presenti solo in
P. aeruginosa, che precedentemente non erano stati considerati determinanti
per la patogenicità. L'identificazione di tali geni può aiutare i
ricercatori a focalizzare l'attenzione su nuovi potenziali obiettivi per lo
sviluppo di farmaci e vaccini contro tale patogeno.
Contatto: Robert Koenig, rkoenig@tigr.org
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