L’alga che produce molecole animali

Importante scoperta di un gruppo di ricerca della Stazione Zoologica Anton Dohrn di Napoli

Il 28 marzo alle 11:00, ora di New York, è stato pubblicato sulla rivista scientifica “The ISME Journal” del Nature Publishing Group un articolo di un gruppo di ricerca della Stazione Zoologica Anton Dohrn di Napoli. Una delle équipe del laboratorio di Ecologia Marina Integrata, guidata dalla Dott.ssa Giovanna Romano, è da anni impegnata nella ricerca di molecole di interesse farmaceutico prodotte da alghe microscopiche, le diatomee.

Nel corso delle loro ricerche, le Dott.sse Giovanna Romano e Valeria Di Dato hanno accidentalmente scoperto che una di queste microalghe, Skeletonema marinoi, è capace di sintetizzare una molecola che negli animali è usata, tra l’altro, come ormone.

Tale molecola, facente parte della famiglia delle prostaglandine, derivati degli acidi grassi, è stata scoperta anche in alcune macroalghe e in piccoli invertebrati. Le prostaglandine pare siano usate come difesa contro i predatori e sono probabilmente implicate nella comunicazione tra cellule.

Il gruppo di ricerca, formato anche dalle Dott.sse Adrianna Ianora e Ida Orefice, attraverso complesse analisi genetiche e chimiche, in collaborazione con l’Università Federico II di Napoli, hanno scoperto che diversi ceppi dell’alga Skeletonema marinoi hanno comportamenti differenti riguardo la produzione di prostaglandine.

Questo risultato è stato quindi approfondito interpellando il Dott. Alberto Amato, un esperto di diatomee e di evoluzione di questi affascinanti abitanti invisibili delle nostre acque.

All’epoca delle ricerche Amato era impegnato in un progetto di ricerca finanziato dalla Comunità Europea volto ad elucidare l’interazione tra il comparto biologico e l’ambiente fisico circostante ed afferiva ad un diverso laboratorio dello stesso istituto di ricerca.

Attraverso lo studio del genoma dei due ceppi di Skeletonema marinoi e il confronto con i genomi di altre alghe e animali, egli è giunto alla conclusione che tutte le diatomee di cui si conosca parzialmente o completamente il genoma, sono potenzialmente capaci di produrre tali molecole.

Grazie alle sue analisi si è potuto stabilire che in Skeletonema marinoi, come nelle altre diatomee, le prostaglandine sono sintetizzate utilizzando lo stesso meccanismo enzimatico presente anche nell’uomo.

Sebbene si tratti di organismi distanti evolutivamente milioni di anni da noi, le diatomee sono in possesso dello stesso metabolismo degli acidi grassi dei vertebrati.

Va sottolineato che attraverso sue analisi Amato ha scoperto che in realtà Skeletonema marinoi, insieme a sole altri due generi di diatomea, possiede ben due geni che codificano due enzimi simili tra loro ma comunque distinti.

Tali enzimi svolgono apparentemente la stessa funzione e sono cruciali per il complesso percorso verso la sintesi delle prostaglandine. Quindi, non solo le diatomee sono capaci di sintetizzare delle molecole caratteristiche del mondo animale, ma lo fanno anche nello stesso modo.

Nell’uomo e in altri vertebrati i due geni non agiscono nello stesso momento.
Uno dei due, chiamato ciclossigenasi 1 ed abbreviato come COX1 è sempre attivo, mentre l’altro, denominato COX2, è attivo solo in risposta a processi infiammatori.

L’evidenza sorprendente delle ricerche di Amato è che in altri organismi come le macroalghe ed altri animali inferiori, pare che tale sdoppiamento non sia presente. Ovviamente altre ricerche sono in corso per comprendere l’esatta funzione di questi due geni e come agiscono durante la vita delle diatomee, ma la strada è promettente.

Questi studi hanno anche una possibile ricaduta biotecnologica come sottolineato dalle Romano e Di Dato. Le prostaglandine sono utilizzate in alcuni farmaci e ad oggi vengono sintetizzate con complessi processi chimici.

La diatomea Skeletonema marinoi è capace di una crescita molto veloce e in specifiche condizioni può produrre elevati valori di biomassa. Ciò garantirebbe grandi quantità di prodotto a costi relativamente bassi.