{"id":24401,"date":"2020-08-28T00:10:40","date_gmt":"2020-08-27T22:10:40","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/?p=24401"},"modified":"2023-10-01T19:14:09","modified_gmt":"2023-10-01T17:14:09","slug":"studiare-il-dna-ambientale-nel-mediterraneo-di-gabriele-vallarino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/24401","title":{"rendered":"Studiare il DNA ambientale nel Mediterraneo di Gabriele Vallarino"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 5<\/span> minuti<\/span><\/span>

ARGOMENTO: BIOLOGIA
\nPERIODO: ODIERNO
\nAREA: ITALIA
\n<\/span><\/strong>parole chiave: eDNA<\/p>\n

Una collaborazione tra Universit\u00e0 Bicocca, Acquario di Genova<\/span><\/strong> e ISPRA<\/span><\/strong>, \u00e8 il primo progetto italiano che sfrutta le tracce di DNA rilasciate dagli organismi nell\u2019ambiente marino per stimare l\u2019abbondanza delle specie del Mediterraneo.<\/span><\/p>\n

\"\"
Elena Valsecchi, biologa dell\u2019Universit\u00e0 Bicocca<\/span><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n

Da sempre l\u2019essere umano osserva le tracce per scoprire quanti e quali organismi popolano un ambiente. Per indagare il passato guarda ai fossili, per il presente osserva orme, ciuffi di peli, tane, graffi sugli alberi; tuttavia negli ultimi anni la biologia molecolare ha permesso di andare oltre le forme, oltre l\u2019osservazione macroscopica, per seguire piste microscopiche, \u201cleggendo\u201d le molecole biologiche rilasciate nell’ambiente: studiando quello che viene definito il DNA ambientale (eDNA). Il battesimo per l\u2019Italia per lo studio del DNA ambientale marino arriva con un progetto pilota dell\u2019Universit\u00e0 degli Studi Bicocca di Milano: \u201cCon eDNA si intende l\u2019insieme delle tracce di molecole di DNA rilasciate dagli organismi viventi in un determinato campione ambientale, la cui provenienza pu\u00f2 essere, per esempio, il suolo, l\u2019aria, i fiumi o il mare”<\/span> <\/strong>\u2013  ha spiegato ad Oggi Scienza<\/a><\/span><\/strong> la dottoressa Elena Valsecchi<\/span><\/strong>, biologa dell\u2019Universit\u00e0 Bicocca, ideatrice e coordinatrice del progetto \u2013 “si parla di tracce perch\u00e9 le molecole di DNA ambientale che derivano per lo pi\u00f9 da cellule morte \u2013 attraverso secrezioni, escrementi, frammenti di pelle, gameti \u2013 vengono degradate molto velocemente dagli agenti chimici, biotici ed<\/span><\/strong> atmosferici<\/span><\/strong>\u201d.<\/p>\n

\"\"
\n<\/span><\/p>\n

Tuttavia, anche se in mano agli scienziati non arriva un DNA completo ma solo una traccia, non \u00e8 affatto un problema: \u201cLe parti del DNA informative che servono per identificare l\u2019organismo da cui esso proviene sono molto brevi, 100-200  paia di basi, quindi si hanno buone probabilit\u00e0 di trovare frammenti che includano la sequenza diagnostica intatta,  dato che la degradazione \u00e8 un processo casuale e riguarda una molecola enorme, pensiamo solo al genoma umano che non \u00e8 il pi\u00f9 grosso dei genomi ed \u00e8 costituito da circa 3 miliardi di basi<\/span><\/em><\/strong>\u201d. <\/p>\n

Inoltre, il fatto che l\u2019eDNA si degradi in fretta ha il suo lato positivo. \u201cCi assicura che siano eliminate le tracce vecchie, quelle lasciate da organismi che non si trovano pi\u00f9 da tempo in quell\u2019ambiente<\/span><\/em><\/strong>\u201d.<\/p>\n

\"\"Trattandosi di un approccio innovativo, l\u2019Universit\u00e0 degli Studi di Milano-Bicocca<\/span> <\/strong>ha scelto i  laboratori dell\u2019Acquario di Genova<\/span><\/strong> per sviluppare modelli da utilizzare in natura per mettere a punto e standardizzare la migliore strategia di campionamento. Di fatto la struttura genovese, con le sue grandi vasche espositive, rappresenta un laboratorio gigante per simulare, anche se a scala ridotta, il mare.<\/p>\n

Il campionamento che effettueremo consiste nella raccolta di un cospicuo quantitativo di acqua \u2013 circa 15 litri \u2013 da vasche di varia tipologia, sia per dimensioni che per composizione della fauna ospitata al loro interno<\/span>.<\/strong><\/p>\n

La scelta dell\u2019Acquario di Genova<\/span><\/strong> \u00e8 motivata dalla ricchezza di fauna, in particolare perch\u00e9 la struttura offre sia vasche mono specifiche come quella dei delfini, delle foche, ma anche multi specifiche come quella degli squali, dei pinguini e dei lamantini. Inoltre, i grandi vertebrati marini costituiscono il target principale del campionamento che verr\u00e0 effettuato in mare aperto: trovandosi ai vertici della catena alimentare, sono ottimi bioindicatori dello stato di salute del mare. <\/p>\n

Quanto spesso e in quali quantit\u00e0 viene rilasciato l\u2019eDNA dagli organismi marini? Quanto persiste la molecola prima di andare incontro a degradazione? Con quale sensibilit\u00e0 l\u2019analisi molecolare riuscir\u00e0 a identificare la presenza di una specie che sappiamo con certezza assoluta essere stata a contatto con il nostro campione d\u2019acqua? Sono tutte domande che una struttura di ambiente controllato ci permetter\u00e0 di rispondere<\/span><\/strong><\/p>\n

Guido Gnone<\/span><\/strong>, coordinatore della ricerca scientifica dell\u2019Acquario di Genova raccoglie con orgoglio la sfida dichiarando che \u201cuno degli scopi dell\u2019Acquario \u00e8 la ricerca finalizzata alla conservazione delle specie, come struttura rappresentiamo un osservatorio privilegiato, la collaborazione con la Bicocca e altri enti \u00e8 per noi uno sbocco naturale, che ci consente di dare un contributo fattivo alla scienza<\/span><\/strong>\u201d. <\/p>\n

Il campo di ricerca con l\u2019eDNA<\/span><\/strong> si \u00e8 sviluppato negli ultimi anni grazie allo sviluppo di sofisticate tecniche di indagine molecolare che si basano sulla Next GenerationnSequencing (NGS)<\/b><\/span>, tecniche che permettono di sequenziare contemporaneamente DNA diversi all’interno di un singolo campione ambientale. Per quanto riguarda l\u2019ambiente terrestre i primi lavori di eDNA, volti a definire la composizione di comunit\u00e0 naturali, risalgono a 5-8 anni fa, ma se prendiamo in esame l\u2019ambiente marino dobbiamo aspettare il 2015 per una vera e propria fioritura degli articoli che impiegano questo approccio innovativo (sebbene la sua potenzialit\u00e0 anche in ambito marino fosse gi\u00e0 stata descritta su Nature Communications nel 2010<\/span><\/strong> da ricercatori del Regno Unito). <\/p>\n

In mare ci sono per\u00f2 tante complicazioni. \u201dC\u2019\u00e8 il problema della raccolta, con ambienti vasti in cui l\u2019eDNA \u00e8 diluito, occorrono campioni di grossi volumi d\u2019acqua, ma poi c\u2019\u00e8 il problema dell\u2019interpretazione dei risultati perch\u00e9 fattori abiotici, come la salinit\u00e0, le maree e le correnti sono responsabili del trasporto e della degradazione di molecole<\/span><\/strong>\u201d. <\/p>\n

La letteratura odierna riporta ricerche condotte nel Nord Europa, in particolare nell\u2019area scandinava, e in Nord America (USA e Canada), in Giappone ed in Australia. Nel progetto Bicocca c\u2019\u00e8 un aspetto assolutamente innovativo a livello mondiale che rende l\u2019Italia prima della classe ovvero l\u2019uso di traghetti di linea come piattaforme. \u00c8 una novit\u00e0 che offre molteplici vantaggi: innanzitutto dato che molte di queste rotte sono gi\u00e0 utilizzate a scopo scientifico per altri progetti coordinati da ISPRA \u2013 come il Fixed Line Transect Mediterranean Monitoring Network, MEDSEALITTER<\/span><\/strong> i nostri dati potranno essere reciprocamente integrati.<\/p>\n

\"\"Secondo aspetto, le rotte dei traghetti sono praticamente costanti nel tempo e si prestano ad un monitoraggio comparativo negli anni come, ad esempio, nella  monitoraggio dell\u2019ingresso e diffusione di specie aliene come conseguenza dei cambiamenti climatici. Terzo, fattore non di poca importanza, i traghetti di linea consentono un notevole risparmio di risorse economiche in fase di campionamento.<\/p>\n

Un altro aspetto particolarmente apprezzato considerando il costo oneroso dell\u2019analisi molecolare. C\u2019\u00e8 infine un quarto vantaggio ed \u00e8 quello di incentivare la citizen science<\/span><\/strong>. Crediamo che sia bello che cittadini ed imprese, come appunto le compagnie di navigazione, possano partecipare a progetti scientifici per la salvaguardia dell\u2019ambiente\u201d. La tratta per incominciare \u00e8 la Livorno-Golfo Aranci<\/span><\/strong>, operata dalla Corsica and Sardinia Ferries, scelta perch\u00e9 \u201cbreve ma nota per l\u2019abbondanza di macrofauna, basti pensare che siamo nel cuore del santuario Pelagos dei mammiferi marini.<\/span><\/strong><\/p>\n

Ma \u00e8 solo la rotta iniziale; in collaborazione con ISPRA e con la Dr.ssa Antonella Arcangeli vogliamo estendere lo screening a tutte le maggiori tratte mediterranee, specie quelle gi\u00e0 coinvolte nella raccolta di dati scientifici, al fine di redigere una mappa della biodiversit\u00e0 mediterranea e monitorare come questa possa cambiare quantitativamente e qualitativamente nel tempo.<\/p>\n

In mare \u00e8 gi\u00e0 cominciata la fase di prelievo da tre a cinque litri d\u2019acqua da ciascuna stazione e il filtraggio immediato utilizzando delle pompe a vuoto che forzano il campione a passare attraverso una membrana in grado di trattenere le tracce di DNA. Tale membrana viene immediatamente congelata e portata nei laboratori dell\u2019ateneo dove si procede all\u2019estrazione dell\u2019eDNA. Amplifichiamo le porzioni informative del DNA, le sequenziamo e infine paragoniamo il DNA ambientale trovato con le sequenze depositate nelle banche dati molecolari internazionali\u2013 conclude Valsecchi \u2013 lavorando in collaborazione con l\u2019Universit\u00e0 britannica di Leeds abbiamo \u201cdisegnato\u201d, come si dice in gergo, dei marcatori ad ampio spettro, capaci di intercettare le porzioni di DNA relative ai vertebrati marini. L\u2019obiettivo \u00e8 identificare le singole specie. <\/p>\n

“Non \u00e8 facile, in ambiente marino si ha un forte \u201crumore di fondo\u201d dato dalla stragrande abbondanza di eDNA di origine batterica, che conta per oltre il 90% del DNA recuperato dai nostri filtri<\/span><\/strong>\u201d.<\/p>\n

Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia<\/a><\/em><\/p>\n

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