Una nuova specie batterica proveniente da una bocca idrotermale getta luce sulla loro evoluzione

Le sorgenti idrotermali di acque profonde sono sorgenti termali sul fondo dell’oceano. L’acqua del mare penetra nella crosta oceanica, si riscalda e risale verso la superficie del fondale marino trasportando i nutrienti disciolti. Intorno a queste bocche, lontane dalla luce solare, si trovano vivaci comunità biologiche. Qui, i microbi svolgono il ruolo di produttori primari attraverso la chemiosintesi, simile al ruolo che le piante svolgono sulla terra attraverso la fotosintesi.

I ricercatori dell’Università di Hokkaido, in collaborazione con i colleghi della Woods Hole Oceanographic Institution, hanno lavorato per comprendere la diversità microbica negli ambienti idrotermali di acque profonde sulla costa del Pacifico orientale sulla base di studi sulla coltivazione di microbi. Hanno isolato un nuovo ceppo campilobatterico da uno sfiato di acqua calda noto come “Crab Spa” e gli hanno dato il nome Hydrogenimonas cancrithermarum, dopo il sito. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Giornale internazionale di microbiologia sistematica ed evolutiva.

“Le specie chemiolitoautotrofe della classe Campylobacteria (noti anche come Epsilonproteobacteria) sono riconosciute come un gruppo batterico ecologicamente importante nelle sorgenti idrotermali, che contribuiscono alla produzione primaria”, spiega l’assistente professore Sayaka Mino, primo autore dell’articolo e leader del gruppo di ricerca presso la Facoltà di Scienze della Pesca , Università dell’Hokkaido. “D’altra parte, alcuni membri di questa classe, ad esempio, Helicobacter, ArcobacterE Campylobactersono anche noti agenti patogeni dell’uomo e degli animali.”

Hydrogenimonas è noto come il genere termofilo (adattato alle temperature calde) che è più strettamente correlato ai generi mesofili e patogeni della classe Campylobacteria. Tuttavia, finora sono state segnalate solo due specie descritte in questo genere. Il presente studio ha rivelato che il nuovo ceppo rappresenta il primo batterio mesofilo (adattato a temperature moderate) e ossidante lo zolfo del genere, espandendo le caratteristiche fisiologiche e metaboliche del genere.

“La scoperta di un mesofilo Hydrogenimonas specie era inaspettata. Il ceppo probabilmente ci offre l’opportunità di studiare la loro transizione evolutiva da uno stile di vita termofilo a uno mesofilo e da uno autotrofico (in grado di creare composti organici) a uno eterotrofico (consuma autotrofi per ottenere composti organici),” afferma Mino.

Hanno inoltre condotto uno studio comparativo completo sui genomi dei campilobatteri e hanno scoperto che i geni responsabili della via della fosfotransacetilasi-acetato chinasi (Pta-AckA) tendono a essere conservati tra Hydrogenimonas e le specie mesofile da cui successivamente si sono discostate Hydrogenimonasindipendentemente dal loro metabolismo e dalla loro patogenicità.

“Il percorso Pta-AkaA è stato segnalato in un patogeno Campylobacter specie svolgono un ruolo importante nella colonizzazione degli ospiti. Mentre non capiamo ancora il suo ruolo specifico nel genere Hydrogenimonasl’acquisizione dei geni potrebbe rappresentare un evento chiave che ha consentito la loro diversificazione dalle sorgenti marine profonde ad altri ambienti”, afferma il dottor Stefan Sievert, leader del gruppo di ricerca presso la Woods Hole Oceanographic Institution.

“Al giorno d’oggi, gli studi sulla diversità microbica si basano in gran parte su approcci di sequenziamento metagenomico indipendenti dalla coltivazione che producono enormi quantità di dati”, conclude Mino, “Tuttavia, è fondamentale ricordare l’importanza della coltivazione, come dimostrato dall’isolamento del nuovo ceppo che differisce notevolmente dagli altri membri del genere Hydrogenimonas.” I ricercatori continueranno i loro sforzi per scoprire nuove specie coltivabili e contribuire così alla comprensione della diversità dei campilobatteri.