Mondo accademico e mondo industriale: una ricerca per le biotecnologie blu

Nel contesto odierno in cui l’acquacoltura e le biotecnologie blu si stanno trasformando in settori chiave per l’economia sostenibile dell’UE, un team di ricercatori europei ha svelato le potenzialità di un gruppo di microalghe diatomee.

Le diatomee sono alghe unicellulari silicizzate di piccole dimensioni presenti in abbondanza in quasi ogni tipo di habitat acquatico. La diatomea Haslea ostrearia è considerata una specie ticopelagica onnipresente, che vive in acque sia calde che tropicali. Il suo colore intraplastidiale bluastro, dovuto al pigmento blu idrosolubile che contraddistingue gli apici cellulari noto come marennino, fornisce a questo tipo di microalga un aspetto unico. Una volta rilasciato in acqua marina, il marennino può attaccarsi alle branchie dei molluschi bivalvi, rendendo verde il loro colore. Questa trasformazione viene sfruttata a livello economico nell’acquacoltura dei bivalvi in quanto fornisce valore aggiunto ai frutti di mare; inoltre, questo pigmento naturale è utilizzabile nella produzione alimentare o nella fabbricazione di cosmetici. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto GHaNA ha esplorato la biodiversità del genere di Diatomee Haslea per applicazioni di biotecnologie blu.

Sfruttare al meglio l’ecofisiologia della specie Haslea per prodotti ad alto valore

GHaNA ha studiato le fioriture naturali del ceppo dell’Haslea blu nell’Oceano Atlantico (Carolina del Nord negli Stati Uniti), nel Mar Mediterraneo (Corsica, Francia) e nel Mare Adriatico (Croazia), informazioni potenzialmente in grado di contribuire a progettare fotobioreattori ad hoc. L’attenzione si è concentrata sull’analisi dei supernatanti e sulla biomassa delle colture microalgali, nonché sull’estrazione, sulla purificazione e sull’identificazione della struttura chimica di composti ad alto valore. Il risultato è stato un aumento della conoscenza in merito alla diversità del genere grazie alla scoperta di sette nuove specie di Haslea, di cui quattro blu e tre di altro colore, e all’elaborazione di una bozza del genoma della specie H. ostrearia, la cui annotazione è tuttora in corso. Con una diversificata provenienza geografica, le varie caratteristiche in termini di autecologia, pigmentazione e fisiologia della specie Haslea potrebbero consentire di ottimizzarne la coltura all’interno di fotobioreattori, di prevedere le risposte di questi organismi ai cambiamenti climatici globali e di selezionare di conseguenza ceppi specifici per particolari applicazioni solari che si avvalgono di fotobioreattori. GHaNA ha studiato le loro strategie di fotoadattamento e fotoacclimatazione mediante un raffronto tra specie e ceppi che fanno parte dello stesso genere ma provengono da diverse zone geografiche, dall’Artico all’Equatore. Il team ha compiuto progressi nella progettazione di fotobioreattori e nella produzione di marennino grazie all’impiego di membrane a ultrafiltrazione. Essendo un metabolita chiave per le applicazioni industriali, dopo essere stato integrato in un’emulsione ai fini di un utilizzo in qualità di colorante, il marennino è stato testato a livello colorimetrico per quanto riguarda alcune sue proprietà, ovvero quelle relative a stabilità del pH, luce e temperatura. GHaNA ha inoltre approfondito percorsi ed enzimi di cruciale importanza per la sintesi dei terpenoidi nell’Haslea. Per di più, il progetto ha esaminato la diversità chimica degli isoprenoidi prodotti da diversi ceppi di Haslea e l’influenza esercitata dai fattori ambientali e dalla distribuzione geografica sulla composizione chimica e sui livelli di produzione. Oltre a incrementare il valore di mercato dei molluschi bivalvi, il marennino è dotato di proprietà allelopatiche e antimicrobiche che hanno il potenziale di contrastare gli agenti patogeni responsabili dell’elevata mortalità nella maricoltura delle ostriche, nonché di quella nell’allevamento larvale di varie specie di bivalvi. La ricerca ha chiarito ulteriormente la struttura del marennino. Un eteropolisaccaride polidisperso è stato associato a un cromoforo non ancora caratterizzato, mentre gli effetti preventivi e antibatterici generati dal marennino sono stati valutati e applicati alla produzione di molluschi bivalvi in avannotteria.

Incentivare la ricerca accademica in materia di biotecnologie blu e le sue applicazioni industriali

«Dal punto di vista accademico, i beneficiari più importanti sono ovviamente i numerosi ricercatori in fase iniziale di carriera che hanno effettuato i distaccamenti. Questa esperienza contribuirà a renderli dei ricercatori efficienti, organizzati, indipendenti e mobili a livello internazionale», osserva Jean Luc Mouget, il coordinatore del progetto. I risultati relativi alla ricerca fondamentale e applicata potenzieranno significativamente il settore europeo delle microalghe, aprendo la strada a possibili applicazioni biotecnologiche in settori quali l’alimentare, il sanitario e quello dei biomateriali. «Queste direzioni saranno esplorate ulteriormente grazie al sostegno del nuovo programma europeo Reti di dottorato, per cui è stata appena presentata una domanda», ci informa Mouget.