I ricercatori hanno identificato due linee profonde di batteri che non erano mai state caratterizzate prima e le hanno trovate nel sorriso a trentadue denti di un delfino.

Questi lignaggi profondi sono conosciuti come phyla. Un phylum è un ampio rango tassonomico che raggruppa organismi che condividono un insieme di caratteristiche comuni a causa di antenati comuni. La scoperta di due phyla batterici, così come nuovi geni aggiuntivi e prodotti previsti, fornisce nuove informazioni sulla diversità batterica, la salute dei delfini e la natura unica dei mammiferi marini in generale, disse David Relman, dottore, professore di medicina e di microbiologia e immunologia presso la Scuola di Medicina.

Un documento che descrive la ricerca è stato pubblicato il 16 novembre in Biologia attuale . Relman, che detiene la cattedra di Thomas C. e Joan M. Merigan, è l'autore anziano. L'autrice principale è Natasha Dudek, uno studente laureato alla UC-Santa Cruz.

Il programma per i mammiferi marini della Marina degli Stati Uniti ha contattato Relman più di 10 anni fa per aiutarlo a mantenere sani i suoi delfini. Gli animali sono altamente addestrati e svolgono missioni in mare.

Precedenti ricerche del gruppo di Relman, in collaborazione con il Marine Mammal Center, ha rivelato un numero sorprendente di batteri mai visti prima in campioni di delfini e altri mammiferi marini, in particolare quelli tamponati dalle bocche dei delfini, disse Relman, che è anche capo delle malattie infettive presso il Veterans Affairs Palo Alto Health Care System. Alcuni dei batteri trovati nell'attuale studio sono affiliati a rami poco conosciuti dell'albero batterico.

"Questi organismi, di cui abbiamo saputo poco, sono fondamentalmente la materia oscura del mondo biologico, " ha detto. "Sapevamo che c'era dell'oro in quelle bocche di delfino, e abbiamo deciso che era ora di seguirlo con metodi più completi."

Sorprendente oro

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno identificato i lignaggi batterici ricostruendo i loro genomi da brevi frammenti di DNA. Il genoma di una determinata cellula funge da modello e contiene tutte le sue istruzioni operative, codificato nel DNA. I ricercatori hanno chiamato uno dei lignaggi recentemente identificati Delphibacteria, in onore dei delfini (Delphinidae è il nome latino dei delfini oceanici).

Osservando i geni codificati nei genomi dei rappresentanti di Delphibacteria, i ricercatori hanno ottenuto informazioni sullo stile di vita dei batteri. Si prevede che i batteri esprimano una proprietà chiamata denitrificazione che può influire sulla salute orale dei delfini:il processo chimico può causare infiammazione e potrebbe essere collegato a malattie gengivali. La denitrificazione si verifica anche nella placca sui denti umani, suggerendo che qualcosa sulle bocche dei mammiferi seleziona per questo processo.

Indagare sullo stile di vita batterico

I ricercatori hanno differenziato i batteri e previsto il loro comportamento osservando in generale i loro genomi. "La prima cosa che facciamo è tagliare il DNA in un mucchio di piccoli frammenti, il mix di DNA viene sequenziato e poi cerchiamo di capire come sono stati originariamente assemblati i genomi, " disse Dudek. Se un gene è un pezzo di un puzzle, i ricercatori hanno messo insieme l'intero puzzle. Questo approccio è stato guidato dalla collaboratrice e coautrice dello studio Jillian Banfield, dottorato di ricerca, all'UC-Berkeley.

"Tipicamente, le persone sono interessate alle piccole proteine ​​Cas9 che potrebbero essere facili da manipolare e consegnare nelle cellule, " ha detto Relman. "Queste sono l'opposto:sono enormemente grandi." Diverse strutture nei geni che codificano queste proteine ​​spiegano la differenza di dimensioni, e i ricercatori suggeriscono che queste grandi proteine ​​Cas9 hanno proprietà diverse da quelle conosciute prima. Dudek prevede di proseguire ulteriormente questa linea di ricerca.

Lo studio si inserisce bene anche nel lavoro in corso nel laboratorio di Relman. Un grande, è in corso uno studio comparativo per indagare in che modo l'adattamento alla vita nel mare potrebbe influenzare i microbiomi dei mammiferi marini. Oltre a scoprire e caratterizzare nuovi batteri, Relman vuole applicare la sua ricerca alla conservazione.

"I mammiferi marini sono sempre più in pericolo, " disse. "Sono specie sentinella per la salute del mare, e più possiamo capire la loro biologia, meglio possiamo anticipare i cambiamenti nella salute del loro ambiente."