I microbi sono ovunque:nell'uomo ci proteggono dai batteri nocivi e ci aiutano a digerire il cibo; nei suoli, forniscono sostanze nutritive e incoraggiano la crescita delle piante. I microbi vivono anche nei sedimenti sotto il fondo del mare, dove svolgono un ruolo chiave nell'ecosistema sottomarino.

Gli scienziati stanno identificando e caratterizzando più microbi ogni anno utilizzando tecnologie di sequenziamento del DNA. Man mano che ogni nuova specie viene sequenziata, gli scienziati lo aggiungono al microbico "albero della vita, "creando un censimento virtuale di ciò che c'è.

Si scopre che non è un lavoro facile. Per mettere le cose in prospettiva, gli scienziati non sono sicuri di quanti microbi esistano. Le stime variano ampiamente da milioni a trilioni.

La professoressa dell'Università del Delaware Jennifer Biddle e Rosa Leon-Zayas, che ha completato il lavoro post-dottorato presso UD all'inizio di quest'anno, ha recentemente descritto nuovi dettagli sui microbi noti come Parcubacteria in un articolo pubblicato su Microbiologia ambientale .

I Parcubatteri sono stati trovati in campioni di sedimenti raccolti da James Cameron all'interno della regione Challenger Deep della Fossa delle Marianne durante la Deepsea Challenge Expedition. consigliere di dottorato di Leon-Zayas, Doug Bartlett alla Scripps Institution of Oceanography, era uno scienziato capo della spedizione.

"Da un punto di vista scientifico, Challenger Deep è stata un'opportunità preziosa per raccogliere campioni dalla parte più profonda dell'oceano, " disse Leon-Zayas, l'autore principale del giornale, ora assistente professore alla Willamette University.

Gli scienziati tradizionalmente hanno imparato come funzionano i microbi coltivandoli e studiandoli in piastre di Petri e bicchieri. Non è stato fino a quando il sequenziamento del DNA è avanzato per includere la capacità di separare e testare i microbi presenti nei campioni ambientali (come suoli o sedimenti) che gli scienziati si sono resi conto di aver perso un'enorme porzione di batteri ora chiamata Candidate Phyla Radiation (CPR).

Un gruppo di microbi CPR chiamato Parcubacteria era stato visto nelle acque sotterranee e nei sedimenti poco profondi di alcuni luoghi sulla terra, ma era stato studiato approfonditamente solo in campioni di sedimenti di una falda acquifera vicino a Rifle, Col.

Quando Cameron ha raccolto campioni di sedimenti sul fondo della trincea, gli scienziati hanno scoperto che lì vivono molte specie diverse di Parcubacteria, pure.

"Eravamo interessati a vedere se i microbi che vivevano sul fondo dell'oceano avessero lo stesso stile di vita dei microbi che vivono nel suolo di Rifle, Colorado, " disse Biddle, un microbiologo marino e professore associato al College of Earth, Oceano, e l'Environmental's School of Marine Science and Policy.

Leon-Zayas ha utilizzato una tecnica di smistamento per separare le cellule microbiche dalle particelle di sedimento in modo che gli scienziati potessero amplificare e sequenziare il DNA dei microbi. I ricercatori hanno quindi caratterizzato i singoli genomi microbici. Sulla base dei geni che sono presenti nel genoma, sezioni di DNA che definiscono il metabolismo di cui è capace una cellula, gli scienziati possono dedurre cosa stanno facendo i batteri.

Questo sequenziamento genomico ha rivelato che i Parcubatteri delle profondità marine hanno un metabolismo abbastanza semplice; ma i genomi erano più grandi di quelli dei loro cugini terrestri e avevano anche alcune caratteristiche extra. In particolare, queste caratteristiche indicavano che i batteri potrebbero essere in grado di eseguire la respirazione anaerobica, usando cose come il nitrato per respirare invece dell'ossigeno.

I parcubatteri sembravano anche avere più proteine ​​ed enzimi associati agli ambienti freddi, non sorprende poiché il fondo della Fossa delle Marianne è freddo e buio.

"Ha senso che gli organismi sul fondo dell'oceano debbano essere più autosufficienti. L'ambiente è estremo e non c'è così tanto cibo, " ha detto Biddle.

Mentre la scoperta aggiunge un nuovo ramo all'albero genealogico microbico, rimangono molte domande senza risposta.

Secondo Biddle, che fa parte di un team UD che ha recentemente ottenuto una sovvenzione dalla Keck Foundation per approfondire la ricerca microbica, Il sequenziamento del DNA ha rivelato un'enorme nuova area della microbiologia sconosciuta dieci anni fa.

Il rapido sviluppo della tecnologia è stato fondamentale per il progresso del settore, lei disse, dallo sviluppo di sommergibili in grado di trasportare scienziati sul fondo della trincea, a nuovi sofisticati strumenti, come citometri a flusso, che aiutano gli scienziati a ordinare, sequenziare e analizzare il più piccolo degli organismi.

Più scienziati scoprono, però, più si rendono conto che c'è da imparare.

"È un'area enorme per la scoperta in questo momento, " ha detto Biddle.