Mentre le temperature aumentano e gli americani sciamano sulla spiaggia, si spalmano sulla crema solare per proteggersi dai dannosi raggi UV del sole che causano il cancro della pelle. Mentre sguazzano e nuotano, pochi si chiedono se le sostanze chimiche nelle lozioni e negli spray siano sicure per gli organismi marini come i pesci ei coralli che vivono in queste zone costiere.

La cattiva notizia è che le prove crescenti suggeriscono che alcune sostanze chimiche in questi filtri per radiazioni stanno sbiancando i coralli e uccidendo i pesci. La buona notizia è che c'è un più verde, alternativa più pulita e sicura nei lavori.

I filtri solari ampiamente disponibili appartengono a due grandi categorie:fisici e chimici. I filtri solari fisici contengono minuscoli minerali che agiscono come uno scudo che devia i raggi del sole. D'altra parte, i filtri solari chimici utilizzano molti composti sintetici che assorbono la luce UV prima che raggiunga la pelle.

Prodotti chimici killer

Ma queste lozioni si lavano via con l'acqua. Per esempio, per ogni 10, 000 visitatori che si divertono tra le onde, circa 4 chilogrammi di particelle minerali vengono lavati nell'acqua della spiaggia ogni giorno. Questi minerali catalizzano la produzione di perossido di idrogeno, un noto agente sbiancante, ad una concentrazione sufficientemente elevata da danneggiare gli organismi marini costieri. Infatti, fino a 14, Ogni anno vengono rilasciate nell'acqua 000 tonnellate di filtri solari. Principi attivi in ​​questi filtri solari, minerali e composti organici sintetici, stanno mettendo sotto stress il 10% delle barriere coralline globali, compreso il 40 per cento delle barriere coralline lungo la costa.

Uno di questi ingredienti è l'ossibenzone, una molecola sintetica comunemente usata nei filtri solari chimici e nota per essere tossica per i coralli, alghe, Ricci di mare, pesci e mammiferi:una sola goccia di questo composto in oltre 4 milioni di galloni d'acqua è già sufficiente per mettere in pericolo gli organismi. Sfortunatamente, la sua concentrazione nelle acque costiere è già significativamente superiore al suo limite tossico, anche se non ancora mortale, e potrebbe accelerare lo sbiancamento dei coralli. Per salvare il loro ecosistema marino da ulteriori distruzioni, i legislatori delle Hawaii hanno approvato una nuova legge che vieta i filtri solari chimici contenenti ossibenzone e un altro ingrediente dannoso, ottinossato. La legge entrerà in vigore il 1° gennaio 2021.

Crema solare dalle alghe

Proteggersi dai raggi UV non è una novità. Molti organismi inclusi i microbi, piante e animali hanno evoluto modi per proteggersi. Questi organismi producono piccole molecole che assorbono i raggi UV e impediscono alle radiazioni di entrare nelle cellule e danneggiare il DNA. A differenza dei filtri solari chimici fisici e sintetici, questi composti naturalmente disponibili sono ecologici e biodegradabili. Come tale, questi prodotti naturali hanno il potenziale per essere composti più sicuri per i filtri solari commerciali.

Nel mio laboratorio presso il College of Pharmacy dell'Università della Florida, siamo interessati a setacciare il mondo alla ricerca di sostanze chimiche presenti in natura che hanno applicazioni nella salute, agricoltura e ambiente. Recentemente, io e i miei colleghi abbiamo scoperto un modo più efficiente per raccogliere la shinorina, una protezione solare naturale prodotta da microbi chiamati cianobatteri.

Shinorine appartiene ad una famiglia di prodotti naturali, chiamati amminoacidi micosporinici, ed è composto da due aminoacidi e uno zucchero. Molti organismi acquatici esposti a una forte luce solare, come cianobatteri e macroalghe, producono shinorine e altri composti correlati per proteggersi dalle radiazioni solari. L'industria cosmetica sta già infondendo nei prodotti la shinorina come ingrediente attivo chiave. Le forniture commerciali di shinorine provengono da alghe rosse marine che crescono lentamente in grandi pozze di marea che subiscono frequenti cambiamenti ambientali. Ciò significa che il metodo di estrazione convenzionale è lungo e imprevedibile.

Per aumentare la produzione di shinorine, abbiamo cercato un ceppo di cianobatteri in rapida crescita che avrebbe prosperato in condizioni prevedibili. Questo ha richiesto molto lavoro! Abbiamo decodificato i progetti genetici - genomi - di oltre 100 varietà di cianobatteri provenienti da ecosistemi marini e terrestri e ne abbiamo selezionato uno, Fischerella sp. PCC9339, coltivare in laboratorio.

Con nostra gioia, dopo quattro settimane questo ceppo ha prodotto shinorine, ma purtroppo non basta. Per produrre di più abbiamo quindi trasferito un insieme di geni che codificano le istruzioni per produrre shinorine, in un cianobatterio d'acqua dolce (da Berkeley, California), sinecocisti sp. PCC 6803, che cresce velocemente con la sola acqua, anidride carbonica e luce solare. Utilizzando il cianobatterio ingegnerizzato, abbiamo prodotto una quantità di shinorine paragonabile al metodo convenzionale, ma l'abbiamo fatto in poche settimane invece di un anno necessario per coltivare le alghe rosse.

Avanzando il metodo per produrre più shinorine e altri prodotti naturali che assorbono i raggi UV, speriamo di rendere più disponibili filtri solari "verdi" per proteggere la nostra pelle e la vita delle creature che siamo così ansiosi di vedere.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.