Utilizzando l’analisi avanzata della sequenza del DNA, un team di ricerca guidato dall’assistente professore della NYU Tandon School of Engineering Elizabeth Hénaff ha scoperto che i piccoli organismi nel Canale Gowanus altamente contaminato di Brooklyn hanno sviluppato una collezione globale di geni di combattimento di inquinamento.
I risultati sono stati pubblicati in Journal of Applied Microbiology il 15 aprile 2025.
Il team ha identificato 455 specie di microrganismi che brandiscono 64 diversi percorsi biochimici per degradare gli inquinanti e 1.171 geni per elaborare metalli pesanti. Ciò suggerisce il potenziale di un metodo più economico, più sostenibile e meno dirompente per la pulizia di corsi d’acqua contaminati rispetto all’attuale operazioni di dragaggio utilizzato spesso.
I ricercatori hanno anche scoperto 2.300 nuove sequenze genetiche che potrebbero consentire ai microbi di produrre composti biochimici potenzialmente preziosi per medicine, industria o applicazioni ambientali.
“Abbiamo trovato ciò che equivale al manuale di pulizia tossica della natura, ma con un avvertimento cruciale”, ha detto Hénaff, che si trova nella tecnologia, nella cultura e nella società della NYU Tandon ed è membro del Center for Urban Science + Progress di Tandon. “Questi microbi hanno storie da raccontare che vanno oltre i dati scientifici.”
Per comunicare in modo efficace queste storie, Hénaff e colleghi hanno creato Channel, un’installazione immersiva nello spazio artistico Biobat a Brooklyn, New York, con sculture, stampe, suono e proiezioni insieme a oltre 300 galloni di sedimenti di Gowanus nativi che sono cresciuti negli ultimi 9 mesi. Il Living Interfaces Lab, Hénaff’s Research Group, utilizza metodi di scienze e arti per affrontare questioni urbane pressanti.
“Mentre sono necessarie ulteriori ricerche per capire come collaborare in modo efficace con questi organismi, la scoperta di tali strumenti genetici per la pulizia dell’inquinamento può offrire preziose lezioni per il restauro ambientale in tutto il mondo”, ha affermato Hénaff. “Considero la ricerca artistica come una componente chiave non solo per illustrare ma anche informare la nostra ricerca scientifica”. Il lavoro è in mostra all’evento di chiusura della mostra il 18 aprile 2025.
Il team ha scoperto geni per la resistenza a otto diverse classi di antibiotici nei microbi del canale, con alcuni provenienti da batteri intestinali umani che entrano nel canale durante i trafondimenti combinati di fogna Altri geni di resistenza sono stati trovati nelle specie acquatiche native.
“La coesistenza a lungo termine delle comunità microbiche dalle acque reflue e dall’ambiente canale naturale dovrebbe migliorare i tassi di trasferimento orizzontale di una vasta gamma di elementi genetici, e in quanto tale merita la nostra attenzione per il monitoraggio della salute pubblica e la sorveglianza e il cootohor dell’ambiente e l’Assistamento di assistenza per l’autorizzazione ambientale”. alla SUNY Downstate Health Sciences University.
Nonostante queste preoccupazioni, lo studio rivela anche promettenti potenziali benefici. Mentre i microbi che degradano gli inquinanti nel canale possono abbattere i contaminanti, i loro processi naturali sono troppo lenti per la pulizia pratica. Comprendere i loro adattamenti genetici potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare metodi più veloci, isolando microbi specifici per il trattamento o migliorando le loro capacità.
Alcune classi di contaminanti come i metalli pesanti sono anche materiali preziosi per l’industria e i metodi di biorisanamento potrebbero essere adattati al recupero delle risorse per il riutilizzo, non solo alla rimozione.
Per fare le sue scoperte, il team ha raccolto campioni da 14 posizioni lungo la lunghezza di 1,8 miglia del canale, raccogliendo sia sedimenti di superficie che campioni di nucleo profondo che hanno raggiunto 11,5 piedi sotto il pavimento del canale. Hanno trovato microbi in grado di abbattere molti inquinanti storici, tra cui prodotti petroliferi, PCB e solventi industriali.
I risultati arrivano mentre l’Agenzia per la protezione ambientale continua le sue operazioni di dragaggio e tappatura da $ 1,5 miliardi sul canale, rimuovendo sedimenti contaminati e sigillando l’inquinamento rimanente sotto materiale pulito.
L’attuale studio del team si basa su ricerche precedenti che durano un decennio per comprendere il microbioma del canale Gowanus. Il progetto è iniziato nel 2014 quando i co-autori dello studio Ian Quate of Fruit Studio e Matthew Seibert dell’Università della Virginia hanno guidato il primo campionamento dei sedimenti, elaborando campioni nel Genspace di Bio Lab Community con il co-autore dello studio Ellen Jorgensen di Biotech senza bordi.
Il DNA è stato sequenziato nel co-autore del laboratorio di studio Christopher Mason-Professore di genomica e biomedicina computazionale del WorldQuant al Weill Cornell Medicine-come parte del progetto Pathomap, ora ampliato alle città di tutto il mondo nel progetto di metagenomica delle metropolitane e dei biomi urbani (metasub).
“Gli organismi microbici resistenti del canale di Gowanus hanno un catalogo genetico unico di sopravvivenza, che fornisce una tabella di marcia per l’adattamento e l’evoluzione diretta che possiamo usare in siti inquinati in tutto il mondo”, ha affermato Mason, che è co-fondatore e direttore del consorzio Metasub.
Successivamente, il team principale dell’autore Hénaff ha raccolto più campioni attraverso il progetto BKBIoreActor mentre il co-autore dello studio Kolokotronisgatherad Core campioni. Gli approcci bioinformatici implementati dai co-autori dello studio Chandrima Bhattacharya di Weill Cornell Medicine e RuPobrata Panja dell’Università di Rutgers hanno permesso al team di identificare i microbi che abbattono gli inquinanti industriali negli spessi sedimenti del canale.
Questa ricerca è stata supportata da finanziamenti della Worldquant Foundation, della Pershing Square Foundation, National Aeronautics and Space Administration, National Institutes of Health, National Science Foundation e NYU Tandon.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com