| Sede | Taranto |
| Tipologia di contributo | Progetto |
| Tipologia di progetto | Progetti di ricera nazionali |
| Titolo | Colonizzazione microbica di ambienti bentonici in Antartide: risposte di abbondanze, diversità e attività |
| Acronimo | ANT-Biofilm |
| Abstract ITA | Pressioni ambientali come disturbi antropici, inquinamento e cambiamenti climatici costituiscono gravi
minacce per il biota presente nel continente antartico. I biofilms microbici rappresentano hot-spots di
diversità microbica, fungendo da substrato per l'insediamento larvale di molte specie di invertebrati. Le
comunità microbiche sono molto sensibili e rispondono rapidamente a mutevoli condizioni ambientali,
agendo come potenziali "sentinelle" dello stato ambientale.
Lo scopo dello studio è quello di valutare in diversi siti di Baia Terra Nova-BTN (Tethys Bay e Road Bay), gli
effetti potenziali causati da perturbazioni naturali o antropiche, quali contaminanti o acqua di scioglimento
dai ghiacciai, sul biofilm che si sviluppa su substrati artificiali a diversi livelli biologici (batteri, microalghe e
reclute di organismi bentonici) al fine di mettere in luce eventuali ricadute tra i diversi comparti
ecosistemici. |
| Abstract ENG | * |
| Descrizione estesa ITA | Pressioni ambientali come disturbi antropici, inquinamento e cambiamenti climatici costituiscono gravi minacce per il biota presente nel continente antartico. I biofilms microbici rappresentano hot-spots di diversità microbica, fungendo da substrato per l'insediamento larvale di molte specie di invertebrati. Le
comunità microbiche sono molto sensibili e rispondono rapidamente a mutevoli condizioni ambientali, agendo come potenziali "sentinelle" dello stato ambientale.
Lo scopo dello studio è quello di valutare in diversi siti di Baia Terra Nova-BTN (Tethys Bay e Road Bay), gli
effetti potenziali causati da perturbazioni naturali o antropiche, quali contaminanti o acqua di scioglimento
dai ghiacciai, sul biofilm che si sviluppa su substrati artificiali a diversi livelli biologici (batteri, microalghe e
reclute di organismi bentonici) al fine di mettere in luce eventuali ricadute tra i diversi comparti ecosistemici. A tal fine, batteri e microalghe saranno isolati da matrici biofilm, e analizzati per la loro diversità strutturale e funzionale, attraverso l'uso di metodi colturali [terreni batteriologici], microscopici [analisi tassonomica delle microalghe, abbondanza procariotica totale, saggi di vitalità e attività respiratoria microbica mediante colorazione con Live/Dead kit e cianotetrazolio cloruro-CTC], biochimici [saggi di produzione di biofilm, profili metabolici della comunità microbica mediante metodo Biolog, attività enzimatiche, profili di suscettibilità agli antibiotici; caratterizzazione dei metaboliti secondari prodotti dai ceppi microbici] e metodi molecolari [tecniche di Next Generation Sequencing (NGS) dei batteri associati al biofilm; Catalyzed Reporter Deposition Fluorescence In Situ Hybridization (CARD-FISH) con sonde oligonucleotidiche specifiche per 16S-rRNA in combinazione con la microscopia confocale a scansione laser (CLSM)].
Il disegno della ricerca e l'analisi dei dati verranno ottimizzati in collaborazione con ricercatori
dell'Università di Zagabria (Croazia), e dell' Università di Girona (Spagna), che hanno un'ampia esperienza
sulle comunità microbiche associate al biofilm.
Un aspetto innovativo della proposta riguarda lo screening degli isolati microbici per la produzione di
metaboliti secondari ed enzimi idrolitici. Infatti i microorganismi antartici rappresentano infatti una fonte importante e non completamente esplorata di molecole bioattive con applicazioni molteplici, dalla
biomedicina, ai settori farmaceutico, cosmetico, biodegradazione, etc. Oltre all'interesse ecologico, relativo allo studio dei fattori e meccanismi che regolano la composizione e la struttura delle comunità microbiche, la proposta contribuirà alla valutazione delle capacità metaboliche e del potenziale biotecnologico (produzione di enzimi, molecole antibiotiche) di queste comunità, e dei loro risvolti applicativi.
La ricerca è in linea con i temi di ricerca prioritaria indicati dal PNRA, quali Problematiche e rischi
ambientali, con aspetti trasversali con i temi della Contaminazione, e dei Cambiamenti climatici e della
Biodiversità. Si prevede che il progetto possa migliorare le attuali conoscenze su abbondanza, diversità ed attività della comunità microbica e sulle sue componenti principali (batteri e microalghe), contribuendo alla scoperta di nuove specie e prodotti microbici, e a chiarire le relazioni fra struttura e funzione e le interazioni fra diversi gruppi batterici, microalghe ed invertebrati bentonici in un ambiente estremo. |
| Rilevanza scientifica e risultati ITA | I biofilm marini sono sistemi complessi composti da microbi avviluppati in una matrice di polimeri
extracellulari. Le comunità microbiche (batteri e microalghe) associate a biofilm mostrano modelli
successionali e nicchie funzionali distinte; sono in grado di auto-organizzarsi strutturalmente in risposta a
condizioni esterne ed alle attività delle varie componenti. Esse contribuiscono al funzionamento generale degli ecosistemi acquatici, regolando processi biologici fondamentali (es. degradazione della materia
organica ed inquinanti ambientali, fotosintesi, fissazione dell'azoto).
I biofilm microbici rappresentano hot-spots di diversità, nonchè substrati per l'insediamento larvale di
molte specie di invertebrati. Le comunità microbiche sono inoltre sentinelle estremamente sensibili di
variazioni nelle condizioni ambientali.
Nonostante il crescente interesse verso i biofilm microbici, risultano ancora molto limitate le conoscenze
sulla composizione della comunità dei biofilm marini e sulle loro risposta a disturbi naturali o antropici. In
particolare, il biofilm microbico marino a Baia Terra Nova è in gran parte inesplorato e la crescente
pressione antropica rende necessaria una più chiara comprensione delle dinamiche delle comunità
microbiche. La ricerca proposta è perfettamente in linea con i temi di ricerca prioritaria indicati dal PNRA,
come la Contaminazione, i Cambiamenti climatici e la Biodiversità. |
| Fonte di finanziamento ITA | Ministero dell’Istruzione, dell'Università e della Ricerca
Programma Nazionale di Ricerche in Antartide
Bando 2016 |
| Altre informazioni ITA | Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per l'Ambiente Marino Costiero (IAMC), Messina Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per l'Ambiente Marino Costiero (IAMC), Taranto Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Ricerca sulle Acque (IRSA), Roma Università degli studi di Genova, Dipartimento di Scienze della Terra dell'Ambiente e della Vita (DISTAV) Università degli studi di Messina, Dipartimento di Scienze Biomediche, Odontoiatriche e delle Immagini Morfologiche e funzionali Università degli studi dell'Insubria, Dipartimento di Biotecnologie e Scienze della Vita, Varese |
| Website | https://intranet.cnr.it/servizi/people/prodotto/scheda/i/377089 |
| Coordinatore | Caruso Gabriella, Istituto di Scienze Polari (CNR) |
| Referente IRSA | Carmela Caroppo, Stefano Fazi |
| Periodo di attivita | 02/11/2017 - 31/12/2020 |
| Data | 2020-27-12 |
