WP3 - Ambienti estremi profondi biodiversità e biotecnologie marine

Il Work Package (WP3) “Ambienti estremi profondi, biodiversità e biotecnologie marine” è suddiviso in 3 azioni che hanno l’obiettivo di sviluppare nuovi strumenti per studiare gli ambienti profondi, di contribuire all’avanzamento delle conoscenze della loro biodiversità e di individuare molecole e processi biologici per potenziali applicazioni nel campo delle biotecnologie. Nell’ambito di questo WP i principali risultati raggiunti possono essere riassunti:

A1 - Sviluppo di tecnologie e strumentazioni

Messa a punto ed ottimizzazione a fini ambientali di un osservatorio da fondo mare connesso a boa di superficie e studio preliminare per la realizzazione di un modulo sottomarino di dimensioni e pesi ridotti;

A2 - Biodiversità associata ad ambienti estremi profondi;

• messa a punto ed ottimizzazione di protocolli per l’analisi della biodiversità di differenti componenti biologiche, dai virus ai procarioti fino ai metazoi, in differenti ambienti profondi (sia pelagici sia bentonici) basati su tecniche molecolari di ultima generazione (i.e. sequenziamento 454 per diversità virale e diversità dei procarioti basata sul sequenziamento del gene 16S rRNA ed Illumina MiSeq del gene 18S rRNA per i metazoi);

• analisi della biodiversità condotta su un’ampia varietà di componenti biologiche attraverso approcci tradizionali e confronto con risultati ottenuti dall’applicazione di tecniche molecolari;

• analisi multilivello della biodiversità in ambiente pelagico (dai procarioti, protisti, nano-, pico- e macroplancton al micronecton) e bentonico (dai procarioti alla megafauna) nei canyon e scarpate continentali del Mar Ligure;

• identificazione mediante ROV della presenza di rare colonie di coralli viventi e non dello sclerattiniario Dendrophyllia cornigera e di colonie vive dell’antipatario Leiopathes glaberrima; localizzazione di macrofaunachemiosimbiotica di mare profondo associata all’idrotermalismo del Seamount Palinuro;

• mappatura ed identificazione di estese biocostruzioni a coralli di profondità (Madrepora oculata, Lophelia pertusa e Desmophyllum dianthus) nel margine meridionale della Sardegna.

Strumentazione impiegata a bordo della R/V Minerva Uno durante la campagna Biolig nel Mar Ligure

 

A3 - Bioprospecting per l’individuazione di molecole e processi biologici per potenziali applicazioni nel campo delle biotecnologie

Il risultato principale è la scoperta di nuovi geni di interesse biotecnologico mediante analisi metagenomica e successivo clonaggio ed espressione di alcuni di questi geni in organismi ospiti non convenzionali, allo scopo di produrre enzimi attivi. Sono stati sequenziati e assemblati diversi metagenomi provenienti dalla colonna d’acqua batipelagica e dai sedimenti di tre siti del Mar Tirreno e Mar Ionio. L’analisi dei metagenomi ha prodotto l’identificazione di una moltitudine di geni, alcuni dei quali sono stati già analizzati. La seconda fase di studio è stata, invece, indirizzata all’espressione dei geni individuati. In particolare sono state selezionate 10 glycosidehydrolase archaeali. Inoltre, un totale di 103 ceppi è stato isolato dalla colonna d'acqua, dai sedimenti e da campioni di vulcani di fango raccolti durante le diverse campagne oceanografiche.