Kovacikia euganea ETS-13: un nuovo cianobatterio scoperto nelle Terme Euganee

Un team di ricercatori del Dipartimento di Biologia, in collaborazione con il Centro Studi, ha recentemente scoperto e caratterizzato Kovacikia euganea ETS-13, una nuova specie di cianobatterio termofilo isolato dai biofilm microbici presenti nei fanghi maturi del Distretto Termale Euganeo. Questo microorganismo, appartenente alla famiglia Leptolyngbyaceae, è in grado di crescere in condizioni estreme, caratterizzate da alte temperature e scarsa illuminazione, dimostrando un’eccezionale flessibilità ecologica e metabolica.

Aspetti morfologici e adattamento all’ambiente

ETS-13 si presenta sotto forma di filamenti sottili e intrecciati, capaci di formare tappeti galleggianti sulla superficie dei fanghi termali.
È in grado di crescere a temperature comprese tra i 45 e i 55 °C, con un optimum intorno ai 50 °C.
Sopravvive in ambienti con bassa intensità luminosa, grazie alla sua capacità di adattarsi all’illuminazione filtrata tipica dei biofilm microbici.

Figura 1. Aspetto morfologico di ETS-13. (A) Le colture formano biofilm galleggianti densi e compatti. (B) Filamenti di ETS-13 ampiamente intrecciati osservati al microscopio ottico. Barra della scala: 10 μm. (C) Filamento con cellule allungate. La guaina è evidenziata (*) in un’estremità. Barra della scala: 5 μm.

Un cianobatterio con fotosintesi speciale: il ruolo della clorofilla f

Una delle scoperte più interessanti riguarda la capacità di ETS-13 di produrre clorofilla f, un raro pigmento fotosintetico che permette di sfruttare la luce nell’infrarosso per la fotosintesi. Questo processo, noto come Far-Red Light Photoacclimation (FaRLiP), consente al cianobatterio di sopravvivere anche in condizioni di scarsa illuminazione visibile, come negli strati più profondi dei biofilm. La presenza del pigmento è confermata dalla “spalla” visibile nello spettro di assorbimento a lunghezze d’onda superiori a 700 nm.

Figura 2. Crescita di ETS-13 in luce solare (SOL, in blu) e luce nell’infrarosso lontano (FR, in rosso) per 21 giorni. (A) Crescita della biomassa misurata come peso secco (DW) e (B) spettri di assorbimento in vivo.

Analisi genetiche e implicazioni evolutive

Lo studio del genoma di ETS-13, effettuato con tecniche di Next Generation Sequencing (NGS), ha rivelato:

Una stretta relazione filogenetica con altri cianobatteri termofili, soprattutto appartenenti al genere Kovacikia, distribuiti in ambienti caldi di tutto il mondo.
La presenza di un cluster di geni specifici associati alla photoacclimation all’infrarosso (FaRLiP), caratteristica condivisa con pochissimi altri cianobatteri conosciuti.
La mancanza di geni associati alla produzione di cianotossine, suggerendo che ETS-13 non rappresenti un rischio tossicologico.

Possibili applicazioni biotecnologiche

La scoperta di Kovacikia euganea ETS-13 potrebbe avere importanti ripercussioni in diversi campi della ricerca e dell’innovazione:

Energia sostenibile: la capacità di sfruttare la luce infrarossa per la fotosintesi potrebbe ispirare nuove tecnologie per la produzione di bioenergia.
Medicina e cosmetica: i cianobatteri termofili producono composti bioattivi con potenziali proprietà antinfiammatorie, antiossidanti e antimicrobiche, utili per applicazioni farmaceutiche e dermatologiche.
Astrobiologia: la resistenza di ETS-13 a condizioni estreme potrebbe fornire indizi sulla possibilità di vita microbica in ambienti extraterrestri, come le lune ghiacciate di Giove e Saturno.

La caratterizzazione di Kovacikia euganea ETS-13 arricchisce la nostra conoscenza sulla biodiversità dei cianobatteri termofili e sul loro ruolo negli ecosistemi estremi. La sua scoperta non solo contribuisce alla comprensione dell’evoluzione della fotosintesi, ma apre anche nuove prospettive per lo sviluppo di tecnologie innovative nei settori della bioenergia, della salute e della ricerca ambientale.

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