Una specie batterica recentemente scoperta presso la bocca idrotermale di acque profonde conosciuta come “Crab Spa”, offre informazioni significative sull’evoluzione dei batteri.
Le sorgenti idrotermali nelle profondità marine, simili alle sorgenti termali sul fondo dell’oceano, sono uno spettacolo della natura. Qui, l’acqua di mare penetra nella crosta oceanica, si riscalda e poi risale verso il fondo dell’oceano carica di soluti nutrienti. Sorprendentemente, queste prese d’aria ospitano fiorenti ecosistemi, completamente privi di luce solare. In questo ambiente unico, i microbi assumono il ruolo centrale di produttori primari, sfruttando il potere della chemiosintesi, in modo simile a come le piante sulla superficie terrestre utilizzano la fotosintesi per convertire la luce in energia.
Sforzi di ricerca collaborativa e nuove scoperte
I ricercatori dell’Università di Hokkaido, in collaborazione con i colleghi della Woods Hole Oceanographic Institution, hanno lavorato per comprendere la diversità microbica negli ambienti idrotermali di acque profonde sulla costa orientale del Pacifico sulla base di studi sulla coltivazione di microbi. Hanno isolato un nuovo ceppo campilobatterico da uno sfiato di acqua calda noto come “Crab Spa”, e lo hanno chiamato Hydrogenimonas cancrithermarum, dal nome del sito.
I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
“Le specie di batteri chemiolitoautotrofe della classe Campylobacteria (noti anche come Epsilonproteobacteria), sono riconosciute come un gruppo batterico ecologicamente importante nelle sorgenti idrotermali, che contribuiscono alla produzione primaria”, ha spiegato l’assistente professore Sayaka Mino, primo autore dell’articolo e leader del gruppo di ricerca presso la Facoltà di Scienze della pesca, Università dell’Hokkaido. “D’altro canto alcuni membri di questa classe, ad esempio Helicobacter, Arcobacter e Campylobacter, sono anche noti agenti patogeni dell’uomo e degli animali”, ha aggiunto.
Caratteristiche uniche dei batteri Hydrogenimonas cancrithermarum
Hydrogenimonas è noto come il genere termofilo (adattato alle temperature calde), che è più strettamente correlato ai generi mesofili e patogeni della classe Campylobacteria. Tuttavia, finora sono state segnalate solo due specie descritte in questo genere. Il presente studio ha rivelato che il nuovo ceppo rappresenta il primo batterio mesofilo (adattato a temperature moderate) e ossidante lo zolfo del genere, espandendo le caratteristiche fisiologiche e metaboliche del genere.
“La scoperta di una specie mesofila di Hydrogenimonas è stata inaspettata. Il ceppo probabilmente ci offre l’opportunità di studiare la loro transizione evolutiva da uno stile di vita termofilo a uno mesofilo e da uno autotrofico (in grado di creare composti organici) a uno eterotrofico (che consuma autotrofi per ottenere composti organici)”, ha affermato Mino.
I ricercatori hanno inoltre condotto uno studio comparativo completo sui genomi dei Campylobacteria e hanno scoperto che i geni responsabili della via della fosfotransacetilasi-acetato chinasi (Pta-AckA) tendono a essere conservati tra Hydrogenimonas e le specie mesofile che successivamente si sono differenziate da Hydrogenimonas, indipendentemente dalla loro origine, metabolismo e patogenicità.
“È stato segnalato che il percorso Pta-AkaA in una specie patogena di Campylobacter svolge un ruolo importante nella colonizzazione degli ospiti. Anche se non comprendiamo ancora il suo ruolo specifico nel genere Hydrogenimonas, l’acquisizione dei geni potrebbe rappresentare un evento chiave che ha consentito la loro diversificazione dalle sorgenti marine profonde ad altri ambienti”, ha dichiarato il dott. Stefan Sievert, leader del gruppo di ricerca. presso l’istituzione oceanografica di Woods Hole.
“Al giorno d’oggi, gli studi sulla diversità microbica si basano in gran parte su approcci di sequenziamento metagenomico indipendenti dalla coltivazione che producono enormi quantità di dati. Tuttavia, è fondamentale ricordare l’importanza della coltivazione, come dimostrato dall’isolamento del nuovo ceppo che differisce notevolmente dagli altri membri del genere Hydrogenimonas”, ha concluso Mino.
I ricercatori continueranno i loro sforzi per scoprire nuove specie coltivabili e contribuire così alla comprensione della diversità dei campilobatteri.
Fonte: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
