LABORATORIO DI MICROBIOLOGIA APPLICATA

LABORATORIO DI
MICROBIOLOGIA APPLICATA
MARCHETTO DAVIDE, GALLO MICHELE, BALDI FRANCO
Principali linee di ricerca
Degradazione microbica
degli idrocarburi
Alcuni anni fa è stata isolata una nuova specie di
Acinetobacter, denominata in seguito A. venetianius.
Questo ceppo è in grado di degradare gli n-alcani
(C12-C28) del gasolio. Sono state isolate anche altre
specie di batteri (Pseudomonas putida, Alcaligenes faecalis
ed altri), che cooperano alla degradazione finale degli
intermedi ossidati di idrocarburi alifatici. La presenza di
idrocarburi alifatici, induce la produzione di una glicoproteina emulsificante e protettiva della membrana fosfolipidica di A. venetianus. Recentemente sono stati identificati i
geni che codificano per l’alcano-monossigenasi, enzima
responsabile della ω-idrossilazione degli idrocarburi
alifatici. Alcuni anni fa sono stati isolati dai sedimenti
della Laguna di Venezia, dei ceppi in grado di degradare anche gli idrocarburi aromatici. Dalla sequenza del
16S rRNA sono stati identificati come appartenenti alla
specie Pseudomonas stutzeri. I due ceppi sono dotati di
diossigenasi che permettono di mineralizzare in condizioni
ossidanti, il naftalene ed il bifenile. Indagini simili sono
state condotte anche nella Baia di Terranova in Antartide,
dove di recente è stato isolato un ceppo di Halomonas sp.
capace di produrre un glicolipide con attività surfattante.
Altri batteri psicrofili, con attività idrocarburodegradante, sono stati isolati dai sedimenti della stessa
area.
Costruzione di un sensore
batterico per determinare il
Hg biodisponibile
Risulta difficile quantificare il rischio ambientale relativo
alla contaminazione da Hg, poiché non se ne conosce la
quantità potenzialmente trasferibile nella catena trofica.
In collaborazione con l’Università di Milano, è stato
modificato un ceppo di Escherichia coli che porta un
plasmide con un costrutto mer::lux. Questo ci permette di
rilevare con un luminometro il Hg biodisponibile in
ambienti terrestri, poiché la presenza dello ione mercurico
“illumina” la cellula batterica.
Utilizzo di microrganismi
per attenuare l’inquinamento da metalli pesanti ed
idrocarburi
Alcune ricerche sono state sviluppate per attenuare
l’inquinamento nei suoli, in particolare, in presenza di
metalli ed idrocarburi. La loro presenza simultanea,
ostacola la degradazione complessiva degli inquinanti,
poiché i batteri resistenti ai metalli non degradano gli
idrocarburi e viceversa. E’ stato sviluppato un nuovo
approccio chimico-microbiologico, basato sulla lisciviazione chimica di metalli pesanti con acido citrico. La rimozione, anche se parziale, rende più “appetibile” l’attacco dei
composti organici da parte di funghi che producono le
perossidasi esocellulari. I metalli lisciviati sono stati poi
precipitati con un ceppo di Klebsiella oxytoca. Questo
ceppo fermenta il citrato e produce un polisaccaride che
complessa i metalli in particolare il ferro trivalente.
Studio di un polisaccaride
microbico che complessa il
ferro trivalente per applicazioni biotecnologiche
Studio di biodeterioramento
di affreschi medievali
La collaborazione con l’Università di Siena ci ha permesso
di isolare e di studiare alcuni batteri responsabili
del
biodeterioramento delle superfici pittoriche di
affreschi medievali.. Tali batteri, infatti, sono in grado di
trattenere l’acqua con le loro capsule cellulari e di
innescare la solfatazione della superficie e/o di trasformare alcuni minerali usati una volta come pigmenti
inorganici .
La caratteristica fenotipica di questo ceppo di Klebsiella
oxytoca, proveniente dalle miniere di pirite delle Colline
Metallifere in Toscana è stata approfondita purificando
il polisaccaride prodotto durante la fermentazione del
citrato ferrico. La struttura base del polimero è un
eptamero, che complessa il ferro trivalente. Sono in corso
alcuni studi per verificare la possibilità di utilizzare il
polimero ferrico della Klebsiella oxytoca in reazioni tipo
“Fenton” per idrossilare i fenoli.
Acinetobacter venetianus “mangia” il gasolio
Klebsiella oxytoca “ricoperta” di ferro
( foto P. Zuddas )
Produzione di un glicolipide con proprietà
surfattanti prodotto da un ceppo di Halomonas
sp. isolato da sedimenti antartici ( Thetis Bay ,
Ricerche in corso
Isolamento e identificazione di batteri psicrofili in relazione alla degradazione e produzione di materia
organica
(progetto PNRA)
Studio della biodiversità dei microrganismi
nei sedimenti della laguna di Venezia
Al momento stiamo utilizzando un’approccio multidisciplinare, che tiene conto
dei parametri chimico-fisici, della composizione della materia organica
polimerica, delle attività enzimatiche e della biodiversità microbica. Stiamo
cercando anche di isolare i batteri psicrofili responsabili della degradazione
della sostanza organica.
È in corso uno studio sulla struttura della popolazione microbica e biodiversità di specie
batteriche ed archea presenti nei sedimenti anossici della laguna di Venezia, e lo studio
delle capacità di auto-consolidamento delle barene artificiali della laguna di Venezia,
per la produzione di feltri microbici con particolare riguardo ai cianobatteri come
produttori di biofilms e stromi altamente resistenti.
(Progetti del Consorzio Venezia Nuova,
Magistrato alle Acque)
Studio di batteri Hg-resistenti nella
laguna di Marano
( progetto M.I.R.A.C.L.E. )
Nell’ambito del progetto che come scopo ha l’allestimento di aree della
laguna di Marano per la coltivazione di Tapes philippinarum, l’attività
della nostra unità è rivolta ad isolare ed identificare dei batteri che
possano ridurre l’inquinamento da Hg in alcune aree della laguna; a
questo scopo sono già stati isolati nei ceppi batterici. In futuro cercheremo di produrre un biosensore per il Hg biodisponibile capace di
funzionare anche in aree salmastre e marine.