{"id":71718,"date":"2023-05-14T08:33:48","date_gmt":"2023-05-14T06:33:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.greatitalianfoodtrade.it\/?p=71718"},"modified":"2025-04-14T09:23:51","modified_gmt":"2025-04-14T07:23:51","slug":"cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/","title":{"rendered":"Cianobatteri e batteri campioni nel sequestro della CO2. Da Vulcano alle Montagne Rocciose"},"content":{"rendered":"<p>I batteri possono essere grandi alleati nella lotta ai cambiamenti climatici. Un <em>team<\/em> di ricercatori ha scoperto un cianobatterio in grado di nutrirsi di CO2 a ritmi molto pi\u00f9 elevati di altri.<\/p>\n<p>La specie batterica si aggiunge ad una lista gi\u00e0 numerosa di microbi che si sono evoluti naturalmente per assorbire la CO2 come un modo efficiente per rimuovere il gas serra dall&#8217;atmosfera.<\/p>\n<p>La scienza sta cercando delle possibili applicazioni per questi organismi nell\u2019ambito della lotta alla crisi climatica. Recenti studi hanno suggerito che i batteri potrebbero produrre anche sostanze chimiche utili, oltre a catturare la CO2.<\/p>\n<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_87_1 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-light-blue ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Table of Contents<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#Introduzione\" >Introduzione<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#La_scoperta_del_cianobatterio\" >La scoperta del cianobatterio<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#2_Frontiers_Projects\" >2 Frontiers Projects<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#Gli_sviluppi_del_2_Frontiers_Projects\" >Gli sviluppi del 2 Frontiers Projects<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#Gli_enzimi_per_fissazione_della_CO2\" >Gli enzimi per fissazione della CO2<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#Biologia_sintetica_e_potenziamento_del_meccanismo_di_sequestro_della_CO2\" >Biologia sintetica e potenziamento del meccanismo di sequestro della CO2<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#Escherichia_coli_ingegnerizzati\" >Escherichia coli ingegnerizzati<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-8\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#Altri_procarioti_dinteresse\" >Altri procarioti d\u2019interesse<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-9\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#Conclusioni_e_prospettive\" >Conclusioni e prospettive<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-10\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/cianobatteri-e-batteri-campioni-nel-sequestro-della-co2-da-vulcano-alle-montagne-rocciose\/#Note\" >Note<\/a><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Introduzione\"><\/span>Introduzione<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>La capacit\u00e0 di sequestrare e fissare la CO2<\/strong> \u00e8 comune alle piante e alle microalghe (1), tuttavia, i batteri presentano molti vantaggi competitivi, tra cui un tasso di crescita elevato e un ciclo di vita notevolmente pi\u00f9 rapido, la capacit\u00e0 di esistere in una coltura ad alta densit\u00e0 e la possibilit\u00e0 di essere facilmente ingegnerizzati geneticamente.<\/p>\n<p><strong>I batteri<\/strong>, inoltre, proprio come altri microbi, possono produrre un&#8217;ampia gamma di composti utili per l\u2019industria e per la protezione dell\u2019ecosistema.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"La_scoperta_del_cianobatterio\"><\/span>La scoperta del cianobatterio<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>Nel settembre 2022<\/strong> \u00e8 stato scoperto un cianobatterio capace di trasformare la CO2 in biomassa pi\u00f9 velocemente di qualsiasi altro organismo conosciuto.<\/p>\n<p><strong>La spedizione<\/strong> condotta dal <em>team<\/em> del \u2018<em>2Frontiers Project<\/em>\u2019\u00a0(2)\u00a0insieme ai ricercatori dell\u2019Universit\u00e0 di Palermo, mirava proprio allo studio del particolare ecosistema della Baia di Levante, situata accanto all&#8217;isola eoliana di Vulcano, caratterizzata da infiltrazioni di carbonio poco profonde uniche al mondo, e da un gradiente di anidride carbonica disciolta che proviene da infiltrazioni vulcaniche a pH estremamente basso.<\/p>\n<p><strong>Il carbonio<\/strong> che fuoriesce riempie l&#8217;acqua, creando un raro ecosistema che contiene forme di vita ancora sconosciute.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"2_Frontiers_Projects\"><\/span><em>2 Frontiers Projects<\/em><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>La scoperta<\/strong> del cianobatterio si inserisce in uno dei progetti cardine del \u2018<em>2Frontiers Project<\/em>\u2019\u00a0o (2FP), il CARBON 1.<\/p>\n<p><strong>Il 2FP<\/strong> \u00e8 un&#8217;iniziativa di ricerca che riunisce un <em>team<\/em> di microbiologi, dedicata a &#8216;esplorare scientificamente&#8217; gli oceani e lo spazio alla ricerca di forme di microbi adattati a condizioni estreme. Queste specie ancora sconosciute potrebbero infatti risolvere le principali sfide della societ\u00e0, come il cambiamento climatico, lo sbiancamento dei coralli o la sopravvivenza interplanetaria.<\/p>\n<p><strong>La CARBON 1<\/strong> delle isole Eolie partiva proprio dall\u2019ipotesi che i luoghi della Terra con la CO2 pi\u00f9 elevata potessero ospitare gli organismi pi\u00f9 adatti a consumarla. Il cianobatterio delle Eolie che ha colpito il team ha infatti delle caratteristiche uniche, tra cui la sorprendente velocit\u00e0 di utilizzo della CO2.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Gli_sviluppi_del_2_Frontiers_Projects\"><\/span>Gli sviluppi del <em>2 Frontiers Projects<\/em><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>La ricerca<\/strong> condotta dal 2FP si \u00e8 sviluppata con una seconda spedizione, la CARBON 2 nelle sorgenti calde delle Montagne Rocciose in Colorado, negli Stati Uniti, dove i livelli di CO2 sono ancora pi\u00f9 elevati.<\/p>\n<p><strong>I risultati<\/strong> del CARBON 2 sono attualmente in fase di analisi ma c\u2019\u00e8 una forte speranza che, come la prima spedizione, si riescano a riscontrare altre forme di vita interessanti.<\/p>\n<p>Nel frattempo, tutte le informazioni raccolte sui microrganismi rilevati saranno pubblicati e messi a disposizione di altri scienziati sotto forma di un <em>database<\/em> che abbina le sequenze di DNA a campioni di batteri conservati.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Gli_enzimi_per_fissazione_della_CO2\"><\/span>Gli enzimi per fissazione della CO2<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>Gli enzimi<\/strong> che rendono in grado questi organismi di sequestrare e fissare la CO2 sono principalmente: la ribulosio 1,5-bisfosfato carbossilasi\/ossigenasi (anche chiamata RuBisCO) e l&#8217;anidrasi carbonica (CA). Entrambi gli enzimi sono comuni sia nei domini arcaici che in quelli batterici.<\/p>\n<p><strong>Oltre a convertire la CO2<\/strong> in modo efficiente in biomassa alcuni di questi organismi possono anche convertirla in composti utili come monossido di carbonio, metano, il metanolo, o l\u2019etere dimetilico (DME), olefine e idrocarburi superiori che possono contribuire in modo significativo alla protezione dell&#8217;ecosistema.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Biologia_sintetica_e_potenziamento_del_meccanismo_di_sequestro_della_CO2\"><\/span>Biologia sintetica e potenziamento del meccanismo di sequestro della CO2<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>Il forte interesse<\/strong> riscontrato nei confronti dell\u2019enorme potenziale di questi batteri ha portato recentemente a utilizzare la biologia sintetica e l\u2019ingegneria proteica e metabolica per ricreare dei nuovi organismi in grado di fissare la CO2.<\/p>\n<p><strong>La biologia sintetica<\/strong> riesce infatti a riprogettare e riposizionare le vie metaboliche innate per la fissazione della CO2, modificandole per sviluppare e ottimizzare l&#8217;efficienza e la durata degli enzimi di fissazione della CO2.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Escherichia_coli_ingegnerizzati\"><\/span><em>Escherichia coli<\/em> ingegnerizzati<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>Tra i primi batteri<\/strong> procarioti ad essere stati biologicamente ingegnerizzati c\u2019\u00e8\u00a0<em>E. coli<\/em>. Nel 2019 ad esempio, in uno studio pubblicato su Cell (3), i ricercatori del <em>Weizmann Institute of Science<\/em> in Israele avevano riferito di aver sviluppato un ceppo del batterio\u00a0<em>Escherichia coli<\/em>, in grado di consumare la CO2 per ricavare energia piuttosto che utilizzare composti organici come zuccheri e grassi.<\/p>\n<p>D\u2019altra parte, il risultato non era soddisfacente n\u00e9 industrializzabile, in particolare, per il fatto che il batterio ingegnerizzato emetteva pi\u00f9 CO2 di quanta ne assorbiva.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Altri_procarioti_dinteresse\"><\/span>Altri procarioti d\u2019interesse<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>Altri studi<\/strong> hanno anche dimostrato un\u2019interessante plasticit\u00e0 del metabolismo del carbonio nei batteri che fissano il carbonio, tra cui\u00a0<em>Synechococcus elongatus<\/em>.\u00a0(4)<\/p>\n<p><strong>Altri batteri ingegnerizzati<\/strong> al fine di implementare la loro capacit\u00e0 di fissazione della CO2 sono <em>Ralstonia eutropha<\/em> (5), che in presenza di O2 riesce a sintetizzare biomassa, carburanti o composti chimici a partire da concentrazioni inferiori di CO2 e <em>Rhodopseudomonas palustris<\/em> (6) che ha mostrato una riduzione della CO2 a metano. <em>Sporomusa ovata<\/em> (7) ha infine mostrato un alto tasso di riduzione e fissazione della CO2 guidata dal sole con conversione in acetato.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Conclusioni_e_prospettive\"><\/span>Conclusioni e prospettive<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>La prospettiva<\/strong> auspicata \u00e8 che queste innovazioni riescano a trovare applicazioni per il sequestro e la fissazione della CO2 parallelamente e in supporto alla transizione energetica in corso.<\/p>\n<p><strong>Oltre all\u2019ingegnerizzazione<\/strong> dei batteri, i recenti progressi si stanno anche concentrando sul miglioramento biotecnologico della coltivazione di cianobatteri e microalghe attraverso fotobioreattori (PBR) come alternativa sostenibile per ridurre i costi di produzione su scala industriale. (8)<\/p>\n<p><em>Giulia Pietrollini<\/em><\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Note\"><\/span>Note<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>(1) Dario Dongo e Giulia Pietrollini. Alghe e microalghe. Carbon farming e upcycling di CO2. <em>FT (Food Times).<\/em><\/p>\n<p>(2) Two Frontiers Project. Official website.\u00a0<a href=\"https:\/\/twofrontiers.org\/expeditions\/carbon1\">https:\/\/twofrontiers.org\/expeditions\/carbon1<\/a><\/p>\n<p>(3) Gleizer S, Ben-Nissan R, Bar-On YM, et al. Conversion of Escherichia coli to Generate All Biomass Carbon from CO2. <em>Cell<\/em>. 2019 Nov 27;179(6):1255-1263.e12. doi: 10.1016\/j.cell.2019.11.009<\/p>\n<p>(4) Kanno M, Carroll AL, Atsumi S. Global metabolic rewiring for improved CO2 fixation and chemical production in cyanobacteria. <em>Nat Commun.<\/em> 2017;8(1):1\u201311. doi: 10.1038\/ncomms14724<\/p>\n<p>(5) Liu C, Col\u00f3n BC, Ziesack M, Silver PA, Nocera DG. Water splitting\u2013biosynthetic system with CO2 reduction efficiencies exceeding photosynthesis. <em>Science<\/em>. 2016;352(6290):1210\u20131213. doi: 10.1126\/science. aaf5039<\/p>\n<p>(6) Fixen KR, Zheng Y, Harris DF, et al. Light-driven carbon dioxide reduction to methane by nitrogenase in a photosynthetic bacterium. <em>Proc Natl Acad Sci<\/em>. 2016;113(36):10163\u201310167. doi: 10.1073\/pnas.1611043113<\/p>\n<p>(7) Su Y, Cestellos-Blanco S, Kim JM, et al. Close-packed nanowire-bacteria hybrids for efficient solar-driven CO2 fixation. <em>Joule<\/em>. 2020;4(4):800\u2013811. doi: 10.1016\/j.joule.2020.03.001<\/p>\n<p>(8) Cheng J, Zhu Y, Zhang Z, Yang W. Modification and improvement of microalgae strains for strengthening CO2 fixation from coal-fired flue gas in power plants. <em>Biores Technol.<\/em> 2019; 291:121850. doi: 10.1016\/j.biortech.2019.121850<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>I batteri possono essere grandi alleati nella lotta ai cambiamenti climatici. Un team di ricercatori ha scoperto un cianobatterio in grado di nutrirsi di CO2 a ritmi molto pi\u00f9 elevati di altri. 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