Nelle profondità dell’oceano, dove la luce solare penetra a malapena, un gruppo di batteri ha sviluppato una straordinaria capacità di percepire la luce blu e di usarla a proprio vantaggio. Questi batteri, noti come Shewanella woodyi, prosperano nell’ambiente buio e ricco di sostanze nutritive delle profondità marine, dove svolgono un ruolo cruciale nella decomposizione della materia organica.

Un team di ricercatori dell'Università della California, Santa Barbara, guidato dal professor Bradley Tebo, ha deciso di capire come S. woodyi rileva e risponde alla luce blu nelle profondità del mare. I loro risultati, pubblicati sulla rivista “Nature Microbiology”, fanno luce sui meccanismi sensoriali unici che questi batteri impiegano per orientarsi nell’ambiente oscuro.

Al centro della capacità di rilevamento della luce di S. woodyi c'è una proteina chiamata BLUF (flavina che utilizza la luce blu). Le proteine ​​BLUF si trovano in una varietà di organismi, inclusi batteri, piante e animali, e svolgono un ruolo cruciale in vari processi dipendenti dalla luce come la fotosintesi e la regolazione del ritmo circadiano.

Nel caso di S. woodyi, la proteina BLUF agisce come un interruttore molecolare che controlla l'espressione di alcuni geni. Quando la luce blu colpisce la proteina BLUF, questa subisce un cambiamento strutturale che innesca la produzione di proteine ​​specifiche coinvolte nel metabolismo energetico e nell’assorbimento dei nutrienti. Questa risposta alla luce blu consente a S. woodyi di ottimizzare la sua crescita e sopravvivenza nell'ambiente marino profondo.

I ricercatori hanno scoperto che S. woodyi può percepire e rispondere alla luce blu anche a intensità di luce estremamente basse. Ciò è particolarmente significativo perché la quantità di luce blu disponibile nelle profondità marine è molto limitata. Essendo altamente sensibile alla luce blu, S. woodyi può sfruttare anche i segnali luminosi più deboli per orientarsi nel suo ambiente e individuare le fonti di cibo.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che la proteina BLUF di S. woodyi è altamente conservata nei diversi ceppi di batteri. Ciò suggerisce che la capacità di percepire la luce blu sia un adattamento cruciale che è stato preservato durante tutta l’evoluzione di S. woodyi, sottolineandone l’importanza nella sopravvivenza di questi batteri nelle profondità marine.

I risultati dello studio non solo fanno luce sui meccanismi sensoriali dei batteri delle profondità marine, ma forniscono anche informazioni sul ruolo più ampio delle proteine ​​BLUF in vari processi dipendenti dalla luce in diversi organismi. Comprendere i meccanismi molecolari alla base del rilevamento della luce e della risposta dei batteri può avere implicazioni in campi come l’optogenetica, la biotecnologia e l’astrobiologia, dove l’esplorazione della vita in ambienti estremi è di grande interesse.