sabato 19 novembre 2016

Scoperti i microbi mangia ferro che potrebbero limitare gli efftti dei gas "serra"

I microbiologi hanno scoperto dopo averli lungamente ricercati i microbi che mangiano ferro.

Un microbo che “mangia '' sia metano che ferro: i microbiologi ne hanno a lungo sospettato l'esistenza, ma non erano riusciti- finora- a trovarlo. I ricercatori adesso hanno scoperto un microrganismo che possiede  le coppie la riduzione di ferro e di ossidazione del metano: potrebbero essere rilevanti nel controllo delle emissioni di gas serra a livello mondiale.


                                Serbatoio riempito con il microbo mangia ferro che è stato scoperto.
Credit: Boran Kartal
Un microbo che mangia sia metano che ferro: i microbiologi hanno a lungo sospettato l'esistenza, ma non finora erano riusciti a trovarlo. I ricercatori della Radboud University e l'Istituto Max Planck di Microbiologia Marina di Brema hanno scoperto un microrganismo che possiede le coppie la riduzione di ferro e di  ossidazione conseguente del metano. Una scoperta che potrebbe quindi essere rilevante nel controllo delle emissioni di gas serra a livello mondiale. 
L'equilibrio tra il metano che producono e processi - consumano  un effetto importante sulle emissioni a livello mondiale di questo gas a forte effetto serra nella nostra atmosfera. Il team di microbiologi e biogeochimici ora ha scoperto un archaeon - l'altro ramo di antichi procarioti oltre i batteri - dell'ordine Methanosarcinales che usano il ferro per convertire il metano in anidride carbonica. Durante tale processo, il ferro ridotto diventa disponibile per altri batteri. Di conseguenza, il microrganismo avvia una cascata di energia che influenza le emissioni di ferro e il ciclo del metano e, quindi, la presenza di metano, come descrivono gli autori Katharina Ettwig e Baoli Zhu.
Applicazione nel trattamento delle acque reflue
Inoltre, questi archeobatteri diventano un altro asso nella manica. Possono trasformare il nitrato di ammonio in azoto: il cibo preferito dei famosi batteri che trasformano ANAMMOX ammonio in gas di azoto senza l'utilizzo di ossigeno. "Questo è rilevante per il trattamento delle acque reflue", dice Boran Kartal, microbiologo recentemente spostato da Radboud University per il Max Planck Institute di Brema. " In un bioreattore contenente batteri anaerobici che ossidano il metano e sono ossidanti per l’ ammonio, il microrganismo in esame, può essere utilizzato per convertire contemporaneamente ammonio, metano ed azoto ossidato nelle acque reflue in innocuo gas azoto e anidride carbonica, che hanno un più basso potenziale di riscaldamento globale." Lo stesso processo potrebbe anche essere importante nelle risaie, per esempio, che rappresentano circa il 20 per cento delle emissioni umane legate al metano.
Una scoperta avvenuta prima del previsto
Mentre ci sono stati numerosi indizi che tali ossidanti del metano ferro-dipendenti esistevano, i ricercatori non sono mai stati in grado di isolarli. Sorprendentemente, erano proprio di fronte a casa nostra:                                                                                                    "Dopo anni di ricerche,- dice Mike Jetten microbiologo della Radboud University- li abbiamo trovati nella nostra raccolta di campioni. Alla fine li abbiamo scoperto in colture di arricchimento dal Twentekanaal nei Paesi Bassi che abbiamo avuto nel nostro laboratorio per anni. Abbiamo ottenuto una grande quantità di biomassa dalla loro alimentazione con metano e nitrati."                                                                                                               "Sulla base del modello genetico di questi microrganismi, -aggiunge Kartal -, abbiamo ipotizzato che potrebbero anche trasformare il ferro particolato accoppiato all’ ossidazione del metano. Quando abbiamo testato la nostra ipotesi in laboratorio, questi organismi hanno risposto." Nella fase successiva, Kartal intende guardare più da vicino sui dettagli del processo. "Questi risultati riempiono una delle restanti lacune nella nostra comprensione sulle modalità di ossidazione del metano per via anaerobica. Ora approfondiremo quali complessi proteici sono coinvolti nel processo."
Piazza magica per l’evoluzione della microbiologia
 Jetten e il suo team, anni fa, hanno elaborato una tavola grafica con i donatori disponibili di  elettroni e degli accettori, che dovrebbero permettere la crescita di microrganismi - ancora sconosciuti -. Una sorta di magica piazza di microbiologia. Si aspettava che ogni scatola della tavola si sarebbe adattata ad un batterio o achaeon, dal momento che l'evoluzione raramente lascia una nicchia non occupata. Questa squadra ha già scoperto otto dei nove microrganismi fantasma nella tabella : Methanosarcinales riempie la casella accanto per durare. "Questo è un risultato davvero speciale,- spiega Jetten - e speriamo di scoprire presto l'ultimo microorganismo, coi ricercatori australiani e americani che  ci stanno alle calcagna, quindi questi sono per noi ricercatori, tempi entusiasmanti."
Miliardi di anni fa
Il processo appena scoperto potrebbe anche portare a nuove informazioni sulla storia antica del nostro pianeta. Già miliardi di anni fa, i Methanosarcinales archeobatteri avrebbero abbondantemente prosperato sotto l'atmosfera ricca di metano nel ferruginoso (ferro holding) oceano  dell’era Arcaica, 4 a 2,5 miliardi di anni fa. Maggiori informazioni sul metabolismo di questo organismo può quindi gettare nuova luce presto sulla discussione di lunga data sul ruolo del metabolismo del ferro sulla Terra.



giovedì 3 novembre 2016

L'importanza di molecole dette epitopi per migliorare i processi immunitari

Scoperti migliaia di nuovi segnali del sistema immunitario: hanno potenziali implicazioni per l'immunoterapia, malattie autoimmuni e lo sviluppo di vaccini.
La scoperta è l'equivalente biologico di scoprire un nuovo continente.
Le nostre cellule si rompono regolarmente per quelle le proteine provenienti ​​dai nostri corpi e da corpi estranei, come virus e batteri. Piccoli frammenti di queste proteine, chiamate epitopi,

sono visualizzati sulla superficie delle cellule come bandierine, di modo che il sistema immunitario può eseguire la scansione.

Se essi sono riconosciuti come stranieri, il sistema immunitario distrugge le cellule per prevenire la diffusione dell'infezione.In un nuovo studio, si è scoperto che circa un terzo di tutti gli epitopi visualizzati per la scansione dal sistema immunitario, sono un tipo conosciuto come epitopi 'giuntati'.

Questi epitopi splicing sono stati pensati per essere rari, ma gli scienziati hanno ora identificato migliaia di loro attraverso lo sviluppo di un nuovo metodo che permette di mappare la superficie delle cellule e identificare una miriade di epitopi prima sconosciuti.
I risultati dovrebbero aiutare a comprendere meglio il sistema immunitario, comprese le malattie autoimmuni, oltre a fornire nuovi potenziali bersagli per l'immunoterapia e la progettazione di vaccini.



La ricerca è stata guidata dal dott Juliane Liepe (Imperial College- Londra) e il dottor Michele Mishto (Charité - Universitätsmedizin Berlino), in collaborazione con l'Istituto per LaJolla Allergologia e Immunologia e Università di Utrech.


Il professor Michael Stumpf (Dipartimento di Scienze della Vita presso l'Imperial, ha detto: "E 'come se un geografo vi dicesse che hanno scoperto un nuovo continente, o un astronomo dicesse di aver trovato un nuovo pianeta nel sistema solare. E con quelle scoperte, abbiamo parecchie esplorazioni da fare. Questo potrebbe portare non solo a una più profonda comprensione di come funziona il sistema immunitario, ma suggerisce anche nuove strade per terapie e farmaci e lo sviluppo di vaccini.”


Prima del nuovo studio, si era pensato che in una cellula si creasse una segnalazione di peptidi tagliando frammenti di proteine ​​in sequenza, e la visualizzazione di questi in ordine sulla superficie della cellula. Tuttavia, questo meccanismo cellulare può anche creare peptidi "splicing" tagliando due frammenti da posizioni differenti nella proteina e poi attaccandoli insieme, fuori dall’uso normale, creando perciò una nuova sequenza.




Si conosceva già l'esistenza degli epitopi giuntati, ma pensati per essere rari. Il nuovo studio suggerisce che gli epitopi giuntati in realtà costituiscono una grande percentuale di epitopi di segnalazione: costituiscono circa un quarto del numero complessivo di epitopi, e rappresentano il 30-40 per cento della diversità - il numero di diversi tipi di epitopi.


Questi epitopi in più danno al sistema immunitario più indicazioni per eseguire la scansione, e più possibilità di individuare la malattia. Tuttavia, come gli epitopi splicing sono sequenze miste, hanno anche la possibilità di sovrapposizione con le sequenze di segnalatori sani ed essere erroneamente identificati come dannosi.


Questo potrebbe aiutare gli scienziati a capire le malattie autoimmuni, in cui il sistema immunitario si ritorce contro normali tessuti del corpo, come ad esempio nel diabete di tipo 1 e la sclerosi multipla.


L’autore principale dello studio, il dottor Juliane Liepe (Dipartimento di Scienze della vita presso l'Imperial), ha detto: "La scoperta dell'importanza di peptidi splicing potrebbe presentare vantaggi e svantaggi quando si ricerca sul sistema immunitario. Per esempio, la scoperta potrebbe influenzare nuove immunoterapie e vaccini, fornendo nuovi epitopi di destinazione per stimolare il sistema immunitario, ma significa anche che dobbiamo schermare per molti più epitopi, durante la progettazione di una medicina personalizzata".