Nelle mie povere, piccole e modeste "Convivenze difficili" (il libro linkato a fianco) ho dedicato un capitolo a Thomas Brock e qualche altra riga ai caratteri generali di questi procarioti nella parte finale: troppo poco, vista la vastità dell'argomento, ma aspetto che a scriverne, anche in chiave divulgativa, sia qualche esperto del settore.
L'interesse degli scienziati per questi organismi è in genere rivolto al modo in cui essi stessi e i loro prodotti possono essere sfruttati per applicazioni biotecnologiche e agli ambienti in cui si trovano, mentre il grande pubblico è più affascinato dalla loro deviazione dalla "norma": ma siamo sicuri che non si tratti della regola anziché dell'eccezione e che la vera eccezione non sia rappresentata dagli organismi aerobi? Questi organismi hanno molto di più da dirci sulla Vita e sulla miriade di modi in cui svolgono processi biologici "semplici" (virgolette d'obbligo!).
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Microbi felici in nicchie ostili. Un simposio sugli estremofili
Vicente Rubio, Microbiologia Internazionale, 2004
Microbi felici in nicchie ostili. Un simposio sugli estremofili. Il Belgio può vantare il privilegio di aver avuto un microbiologo premio Nobel (Fisiologia o Medicina, 1919), Jules-Jean-Baptiste-Vincent Bordet.
Oggi, l'eccezionale tradizione microbiologica del paese rimane viva e vegeta presso l'Istituto di Ricerca del CERIA/COOVI (1 Av. Emile Gryzon, Bruxelles), il centro in cui Nicolas Glansdorff ha lavorato per gran parte della sua carriera scientifica e di cui è stato direttore.
La parte francofona di questo istituto è ora denominata Institut de Recherche Jean Marie Wiame, in onore del suo padre fondatore, che fu anche il mentore scientifico di Nicolas Glansdorff. Werner Maas (New York University) e Luigi Gorini (Harvard University) furono i mentori di Glansdorff negli Stati Uniti.
Happy Microbes, riunito per onorare Nicolas Glansdorff, ufficialmente in pensione, ha reso omaggio ai suoi interessi fondamentali sia per gli estremofili che per l'origine della vita. L'incontro si è tenuto il 27 settembre 2003, sotto gli auspici della Società Belga di Microbiologia, presso il Campus di Etterbeek.
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Estremofili: una panoramica sui microrganismi provenienti da ambienti estremi
Dott. GN Gupta
Gli organismi estremofili sono principalmente procarioti (archaea e batteri), con pochi esempi eucarioti. Gli estremofili sono definiti dalle condizioni ambientali in cui crescono in modo ottimale.
Gli organismi possono essere descritti come acidofili (crescita ottimale tra pH 1 e pH 5); alcalofili (crescita ottimale sopra pH 9); alofili (crescita ottimale in ambienti con alte concentrazioni di sale); termofili (crescita ottimale tra 60 e 80 °C); ipertermofili (crescita ottimale sopra 80 °C); psicrofili (crescita ottimale a 15 °C o meno, con una temperatura massima tollerante di 20 °C e una crescita minima a 0 °C o meno); piezofili o barofili (crescita ottimale ad alta pressione idrostatica); oligotrofi (crescita in ambienti nutrizionalmente limitati); endolitici (crescita all'interno di rocce o all'interno di pori di granuli minerali); e xerofili (crescita in condizioni di siccità, con scarsa disponibilità idrica).
Alcuni estremofili si adattano simultaneamente a più stress (poliestremofili); esempi comuni includono termoacidofili e aloalcalifili. Gli estremofili sono di interesse biotecnologico, poiché producono estremozimi, definiti come enzimi funzionali in condizioni estreme. Gli estremozimi sono utili nelle procedure di produzione industriale e nelle applicazioni di ricerca grazie alla loro capacità di rimanere attivi nelle condizioni severe tipicamente impiegate in questi processi. Lo studio degli estremofili fornisce una comprensione dei parametri fisico-chimici che definiscono la vita sulla Terra e può fornire informazioni su come si è originata la vita sulla Terra. Le ipotesi che condizioni ambientali estreme esistessero sulla Terra primitiva e che la vita sia nata in ambienti caldi hanno portato alla teoria che gli estremofili siano vestigia di organismi primordiali e quindi modelli di vita antica.
Parole chiave da ricordare: Estremofili, estremozimi, psicrofili, termofili, mesofili, alofili, acidofili.
Un estremofilo (dal latino extremus che significa "estremo" e dal greco philia che significa "amore") è un organismo che prospera e può persino richiedere condizioni estreme, fisicamente o geochimicamente, che sono dannose per la maggior parte della vita sulla Terra. Al contrario, gli organismi che vivono in ambienti più moderati possono essere definiti mesofili o neutrofili (da non confondere con gli omonimi globuli bianchi). Negli anni '80 e '90, i biologi hanno scoperto che la vita microbica ha una straordinaria flessibilità per sopravvivere in ambienti estremi, nicchie straordinariamente calde o acide, ad esempio, che sarebbero impossibili per la vita come l'abbiamo conosciuta finora.
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Estremofili: il legame tra la Terra e l'astrobiologia
Zorica Svircev, Zbornik Matice srpske za prirodne nauke, 2008
L'astrobiologia studia l'origine, l'evoluzione, la distribuzione e il futuro della vita nell'universo. I mondi più promettenti del sistema solare, oltre alla Terra, che potrebbero ospitare la vita sono Marte e la luna di Giove, Europa (ma anche Encelado, satellite di Saturno, e Tritone, satellite di Nettuno).
Gli estremofili sono organismi che prosperano al limite di temperatura, ipersalinità, pH estremi, pressione, secchezza e così via.
Alcuni cianobatteri estremofili sono stati discussi come possibili forme di vita in ambito astrobiologico. Sono stati prelevati campioni da suoli della regione della Vojvodina. L'idea principale di questo articolo risiede nel fatto che l'elevata percentuale di sale presente in tali suoli offre la possibilità di confrontare questi tipi di suolo con il "suolo" di Marte, anch'esso ricco di sale.
Studi su ambienti terrestri che richiamano contesti marziani sono stati affrontati anche da ricercatori italiani, come accennai QUI.
________________________________________________________Microbiologia degli ambienti vulcanici
Charles S. Cockell, Università di Edimburgo
Laura Catherine Kelly, Università metropolitana di Manchester
Stephen Summers, Università nazionale di Singapore
Il vulcanismo può essere definito come "la manifestazione sulla superficie di un pianeta o satellite di processi termici interni attraverso l'emissione superficiale di prodotti solidi, liquidi o gassosi" (Francis 1993). In qualsiasi momento, ci sono vulcani attivi in qualche punto della Terra (Schminke 2004).
Gli ambienti derivanti dall'attività vulcanica sono diversi, dalle sorgenti termali acide agli habitat basaltici delle profondità oceaniche e ai suoli vulcanici. Non è possibile rendere giustizia all'indagine microbiologica di tutti questi ambienti in un singolo capitolo. Poiché i microrganismi termofili sono trattati in capitoli separati, non saranno discussi qui. In questo capitolo l'attenzione è rivolta agli ambienti vulcanici rocciosi generati dalle eruzioni e ai suoli che producono. In termini di superficie terrestre, le rocce vulcaniche e il suolo dominano i prodotti del vulcanismo. Ad esempio, nella sola India, i Trappi del Deccan, di origine vulcanica, un'area di basalto, coprono oltre un milione di chilometri quadrati.
Nel breve video seguente, il prof. Giovannelli racconta il rapporto tra microbi e vulcani sul Vesuvio (dalla trasmissione Kilimangiaro on the road, trasmessa in replica sabato 12.07.25 su Rai 5 - can. 23).
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Estremofili: risorsa sostenibile di composti naturali - Estremoliti
Dott. Saurabh Mishra
I microrganismi che prosperano in condizioni ambientali estremamente avverse sono estremofili. Esempi di queste condizioni sono temperatura (>45 °C; <10 °C), pressione (>500 atmosfere), pH (>8,0; <5,0), tensione di ossigeno, deplezione di nutrienti, salinità (>1,0 M NaCl), elevate concentrazioni di metalli pesanti, elevati livelli di esposizione alle radiazioni, ecc.
La scoperta degli estremofili ha permesso all'industria biotecnologica di innovare i corrispondenti bioprodotti, gli estremoliti, a beneficio delle persone.
La produzione di Taq DNA polimerasi ha rivoluzionato la ricerca biotecnologica in molti modi.
Molti enzimi termostabili, tra cui cellulasi, lipasi, amilasi e proteasi, hanno contribuito in modo significativo come bioprodotti industriali.
I batteri e i funghi radioresistenti estremofili possono essere utilizzati strategicamente per lo sviluppo di farmaci radioprotettivi per proteggere dall'esposizione alle radiazioni.
Inoltre, questi estremofili possono essere utilizzati per sviluppare crioprotettori. In particolare, i microrganismi piezofili presenti nelle profondità marine rappresentano una fonte importante di specifiche biomolecole in grado di stabilizzare il blebbing della membrana cellulare mantenendone la fluidità.
Gli estremofili rappresentano una risorsa sostenibile per l'industria biotecnologica, la cui esistenza necessita di essere esplorata. Questo capitolo offre una panoramica completa degli estremofili e dei loro prodotti, con le possibili implicazioni per l'interesse umano.
Come riassume Marla Trinidade nel capitolo: Estremofili e biotecnologie: a che punto siamo arrivati? - in linea di principio, gli estremofili hanno molto da offrire all'industria biotecnologica, da 11 enzimi robusti in grado di operare nelle condizioni di processo più difficili, a 12 organismi metabolicamente diversi che producono metaboliti di valore.
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Estremofili e biotecnologie: usi attuali e prospettive
James Coker
La biotecnologia ha un potenziale pressoché illimitato per cambiare le nostre vite in modi davvero entusiasmanti. Molte delle reazioni chimiche che producono questi prodotti possono essere completamente ottimizzate eseguendole a temperature, pressioni, salinità e pH estremi, ottenendo risultati efficienti ed economicamente vantaggiosi. Fortunatamente, in natura esistono molti organismi che prosperano in ambienti estremi e offrono un'eccellente fonte di enzimi sostitutivi di quelli mesofili attualmente utilizzati in questi processi. In questa rassegna, l'autore analizza gli usi attuali e alcune potenziali nuove applicazioni degli estremofili e dei loro prodotti, inclusi gli enzimi, in biotecnologia.
Studi approfonditi sull'ecologia, sulla fisiologia e sulla biologia molecolare degli estremofili hanno prodotto preziose informazioni sui processi vitali a ogni livello, con numerose importanti applicazioni industriali. Questa rassegna riassume le caratteristiche più straordinarie dei microrganismi termofili in grado di sopravvivere in condizioni estreme: le ultime scoperte sui termofili, la struttura proteica di questi organismi esotici e le potenziali applicazioni degli estremofili nel settore biotecnologico, inclusa la produzione di enzimi, sono state discusse.
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