Il progetto LIFE+ BIOSUR: un processo biologico innovativo per una migliore qualità dell'ambiente. E i biologi cosa c'entrano?

Transcript

1 Il progetto LIFE+ BIOSUR: un processo biologico innovativo per una migliore qualità dell'ambiente. E i biologi cosa c'entrano? Claudia Vannini

2 Dipartimento di Biologia Università di Pisa (UNIPI) Nome: Claudia Vannini Telefono: Dipartimento di Biologia-Unità di Protistologia-Zoologia, Via Volta 4, secondo piano.

3 Linee di ricerca: Associazioni simbiotiche tra protisti e batteri. Microbiologia ambientale applicata.

4 Il ruolo dei microrganismi Louis Pasteur

5 I microbi, frequentemente coinvolti in associazioni con altri organismi, sono stati (e sono) spesso visti come meri elementi patogeni da debellare.

6 September 26, 2005 Germs: The Smallest Member of Our Environment are the Scariest

7 Per lungo tempo una concezione positiva dei microrganismi è risultata (e risulta tuttora) di difficile accettazione.

8 La storia della terra in 24 ore. Esseri umani (h 23:59) Eucarioti Bacteria e Archaea

9

10 Dove vivono i microbi?

11

12

13 Un grammo di suolo può contenere>1,000,000,000 cellule appartenenti a >100,000 specie batteriche diverse.

14 Name Pyrolobus fumarii Temp. Salt C Picrophilus torridus 60 C Natronomonas pharaonis 45 C Halorhabdus utahensis 50 C Psychrophile ph -5 C - 15 C satur. NaCl

15

16

17 I microrganismi hanno un'attività geochimica ed un impatto unico sulla biosfera e sul clima globale: sono essenziali per la mineralizzazione completa della materia organica; sono i maggiori responsabili dei cicli biogeochimici di quasi tutti gli elementi (ad esempio azoto e zolfo).

18 I microrganismi costituiscono una componente invisibile ad occhio nudo, ma fondamentale, di tutti gli ecosistemi (inclusi quelli artificiali). I microrganismi sono responsabili dei principali processi di degradazione di sostanze inquinanti in ambiente acquatico e terrestre. I microbi sono quindi efficacemente utilizzati in molti processi diversi di bonifica ambientale e di depurazione di reflui civili ed industriali.

19 ...e i biologi cosa c'entrano? Si occupano della caratterizzazione e del monitoraggio delle comunità microbiche responsabili dei processi biologici. Perchè studiare la comunità microbica? 1) per fare luce sul ruolo delle diverse componenti microbiche nel processo; 2) per individuare le condizioni ottimali per una resa efficiente e stabile del processo.

20 Come si studia la comunità microbica? Utilizzando tecniche di biologia molecolare, che consentono di studiare anche microorganismi sconosciuti e non coltivabili.

21 Tecniche di monitoraggio I. Tecniche di fingerprinting molecolare: consentono una caratterizzazione rapida, sia qualitativa che quantitativa della biomassa. Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP).

22 Tecniche di monitoraggio II. Clonaggio genico, costruzione di librerie geniche e sequenziamento del DNA consentono una identificazione precisa dei microbi presenti.

23 Tecniche di monitoraggio III. Metodi come la Ibridazione In Situ Fluorescente e la Microscopia Elettronica a Scansione consentono di vedere i microorganismi presenti nella biomassa e di rilevarne la presenza direttamente nel campione.

24 Action B.3: Characterization of the process and development of tools for ecosystem and biomass control.

25 Batteri solfuro-ossidanti. Batteri fotoautotrofi: Solfo-batteri verdi (gruppo Chlorobi) Solfo-batteri purpurei (gruppo Gammaproteobacteria) Batteri chemolitotrofi o chemolitoeterotrofi: Solfo-batteri incolori (gruppi Alpha-, Beta-, Gamma-, Deltaproteobacteria, Archaea) Possono vivere a valori di ph tra 1 e 9, e a temperature comprese tra i 4 C ed i 90 C. Nota Bene: Molti batteri solfuro-ossidanti sono ancora sconosciuti (cfr. Vannini et al., 2008).

26 Risultati attesi. Le tecniche applicate ci consentiranno di: 1) studiare l'evoluzione della biomassa nel tempo e valutare l'influenza delle variazioni delle condizioni sperimentali nel tempo; 2) individuare i parametri sperimentali maggiormente influenti sia sulla struttura della biomassa, sia sulle singole specie microbiche; 3) fare luce sulla relazione esistente tra l'efficienza dei processi sperimentati e i) la struttura della biomassa, ii) la presenza o la dominanza relativa di alcune singole componenti microbiche.

27

28 Nome: Claudia Vannini Telefono: Dipartimento di Biologia-Unità di Protistologia-Zoologia, Via Volta 4, secondo piano.

29 Grazie per l'attenzione!

30 I microrganismi costituiscono una componente invisibile ad occhio nudo, ma fondamentale, di tutti gli ecosistemi (inclusi quelli artificiali). I microorganismi sono responsabili dei principali processi di degradazione di sostanze inquinanti in ambiente acquatico e terrestre. I microbi sono quindi efficacemente utilizzati in molti processi diversi di bonifica ambientale e di depurazione di reflui civili ed industriali.