Diatomee, pubblicati i primi risultati del più grande progetto di sequenziamento genomico

Napoli – Sono stati pubblicati su PLOS Biology i primi risultati di “100 Diatom Genomes”, il più grande progetto internazionale di sequenziamento dei genomi delle diatomee mai realizzato, al quale partecipa anche la Stazione Zoologica Anton Dohrn con otto ricercatori.

Il progetto, guidato da Thomas Mock dell’Università dell’East Anglia, coinvolge oltre 100 scienziati provenienti da 11 Paesi e circa 30 istituti di ricerca internazionali. L’obiettivo è sequenziare i genomi di 100 specie di diatomee, microalghe fondamentali per gli ecosistemi acquatici e per il ciclo globale del carbonio, per comprenderne più a fondo l’evoluzione, le capacità di adattamento e il ruolo nella cattura della CO₂ e nelle reti trofiche acquatiche.

I primi risultati mostrano che le diverse linee evolutive delle diatomee presentano genomi molto diversi per dimensioni e organizzazione, caratteristiche strettamente legate alla complessità del loro metabolismo e delle loro strutture cellulari.

Il progetto contribuirà a scoprire nuovi processi biologici, a chiarire le modalità di adattamento che permettono la sopravvivenza delle diatomee in diversi ambienti e a identificare relazioni finora sconosciute con altri organismi che vivono al loro interno o sulla loro superficie. Permetterà inoltre di selezionare geni e tratti biologici utili per le biotecnologie, necessari per lo sviluppo di nuovi prodotti, il miglioramento dei processi industriali o la creazione di soluzioni innovative attraverso l’ingegneria genetica e la biologia sintetica.

L’ampio gruppo di scienziati mette in campo le proprie conoscenze e competenze, fornisce colture di diatomee, ne sequenzia i genomi e collabora per svelare le informazioni contenute in essi.

Mariella Ferrante spiega: «Negli scorsi anni, siamo stati pionieri della genomica delle diatomee, sequenziando due specie del Golfo di Napoli, quando era ancora tecnicamente difficile. Ora sfruttiamo le nuove tecnologie per studiare la genetica di una gamma molto più ampia di specie e creare una vasta raccolta di informazioni genetiche e dati biologici sulle diatomee, che sono tra gli organismi fotosintetici microscopici più importanti al mondo».

Wiebe Kooistra aggiunge che «i genomi di queste diatomee, selezionati nell’ambito della loro ampia diversità, permettono di tracciare la loro storia evolutiva con estrema precisione. Ciò consentirà di scoprire quando e come le innovazioni morfologiche e fisiologiche hanno permesso alle diatomee di diventare uno dei gruppi microbici oggi di maggior successo sulla Terra». Le diatomee sono abbondanti negli oceani, nelle acque dolci e nei terreni umidi e contribuiscono al sequestro della CO₂.

Giovanna Romano sottolinea che le diatomee sono una fonte di acidi grassi omega-3, pigmenti, metaboliti secondari, silice e bio-olio per la produzione di biocarburanti. I genomi sequenziati aprono la strada a una biotecnologia più produttiva, efficiente e sostenibile.

Per Valeria Di Dato, il sequenziamento del grande genoma di Thalassiosira gravida, precedentemente nota come T. rotula, consente di studiare le vie di produzione dei metaboliti secondari e il signalling chimico tra cellule di diatomee.

Finanziato dal Joint Genome Institute del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, il progetto riflette l’interesse per la ricerca sulle alghe, la bioenergia e il ciclo dei nutrienti.

Fonti: PLOS Biology; comunicato stampa della Stazione Zoologica Anton Dohrn.