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MITZPÉ – OSSERVATORIO
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MARCO PAGANONI
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07-09-2006 |
| Come sopravvivono i batteri alle temperature estreme? |
 Come fanno certi microorganismi a sopravvivere e perfino prosperare in ambienti che variano dalle gelide regioni antartiche alle sorgenti di acqua bollente? Un’équipe di scienziati del Plant Sciences Department del Weizmann Institute, guidato dal prof. Avigdor Scherz, ha scoperto che un cambiamento in due soli aminoacidi (i costituenti delle proteine) possono creare la differenza tra il funzionare al meglio a temperature moderate ed adattarsi a vivere nel calore estremo. I risultati della ricerca, recentemente apparsi su “Nature”, potrebbero avere implicazioni nei futuri tentativi di adattare certe coltivazioni a condizioni climatiche diverse, o migliorare l’efficacia degli enzimi nei processi industriali.
L’équipe ha confrontato due tipi diversi di batteri, uno trovato nei climi moderati e l’altro nei climi molto caldi. Entrambi erano fotosintetici (cioè usano l’energia solare per creare zuccheri per il cibo). Il fulcro della ricerca era una reazione che avviene negli enzimi nel “centro di reazione” fotosintetico della cellula batterica. Mentre alzavano gradualmente la temperatura circostante, gli scienziati hanno cronometrato questa reazione per vedere come i tassi di reazione cambiavano col progressivo riscaldamento.
Una regola generale per le reazioni degli enzimi dice che, quando il calore aumenta, aumenta anche il tasso di reazione. Contrariamente a questa regola, e alle aspettative degli scienziati, entrambe le reazioni hanno raggiunto un culmine, poi sono rimaste stabili. Per ogni enzima, il culmine è stato nella “comfort zone” dei batteri. Ulteriori confronti degli enzimi quasi identici hanno mostrato differenze solo in due degli aminoacidi che formano la sequenza degli enzimi. Quando gli scienziati hanno sostituito questi due aminoacidi nell’enzima adattato alle temperature moderate con quelli dell’enzima amante del calore, hanno osservato un aumento di circa 10 gradi nella temperatura media a cui il tasso di reazione raggiungeva il culmine.
Spiega Scherz: “Questo studio dimostra che l’efficacia degli enzimi è sintonizzata sulla temperature media dell’habitat dei batteri, piuttosto che sulle condizioni immediate. Questo può proteggere le cellule da cambiamenti dannosi nell’attività degli enzimi. Possiamo pensare di usare queste conoscenze, per esempio, per facilitare le reazioni enzimatiche in diverse applicazioni, aumentare la produzione delle colture in aree soggette a variazioni di temperature estreme o creare nuove risorse per la produzione di biocarburante che non solo produrrà più biomassa per acro, ma assorbirà anche una maggiore quantità di gas serra, cioè diossido di carbonio”.
(Da: Weizmann Institute, 30.08.06)
Nella foto in alto: il prof. Avigdor Scherz |
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