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Alghe tuttofare

Se coltivate adeguatamente depurano l’acqua diventando un’ottima fonte di biocombustibile e con le biotecnologie curano la cecità nei topi : sono le alghe.

FUTURO – Eric Lannan si sta laureando in ingegneria meccanica al RIT (Rochester Institute of Technology), ma la sua tesi non mancherà di attirare l’attenzione di chimici e biologi (e imprenditori).  Lo studente ha infatti messo a punto un procedimento che non solo permette a comunissime alghe di ripulire acque inquinate ma, allo stesso tempo, di produrre biocombustibile. 

Le alghe del genere Scenedesmus sp. sono normali alghe d’acqua dolce: unicellulari e ad abito coloniale, prosperano (come tutte le piante) in presenza di fosfati e nitrati. Infatti, è l’eccesso di questi composti, di solito a causato dagli scarichi domestici e industriali, a determinare il fenomeno dell’eutrofizzazione, cioè la crescita sproporzionata di organismi fotosintetici che può danneggiare gravemente gli ecosistemi acquatici.

Lannan (a dx nella foto assieme al professor Jeff Lodge, titolare del laboratorio dove si è svolta la ricerca) non ha fatto altro che rendere questo processo controllabile e utile. Facendo crescere in laboratorio Scendesmus in acque prelevate dall’impianto di trattamento degli scarichi municipali Frank E. Van Lare (Irondequoit, New York) ha ottenuto un drastico abbattimento dei composti inquinanti: 99% dei fosfati, 88% dei nitrati e 99% degli ioni ammonio. Dopo questo passaggio, l’acqua è abbastanza pulita da poter tornare nell’ambiente.

Nel frattempo le alghe si sono moltiplicate tanto da produrre biomassa in quantità e qualità tale da poter essere utilizzata in modo economicamente vantaggioso per la produzione di biocombustibile: possibile che nessuno ci avesse pensato prima? In realtà l’idea di utilizzare la biomassa algale per produrre combustibile e plastiche non è nuova, ma non tutte le alghe sono uguali, devono avere abbastanza lipidi per produrre ragionevoli quantità di prodotto finito, e devono adattarsi a combinazioni di nutrienti non troppo complicate da mantenere. In questo senso la scelta di Scenedesmus, a cui si sono poi aggiunte ChlorellaChlamydomonas, non è casuale e questo mix soddisfa tutte le condizioni.

A differenza del mais e della soia, le alghe assicurerebbero una continuità nella produzione e non sottrarrebbero terreno coltivabile, sostituendosi nel frattempo a normale impianto di depurazione (o comunque alleggerendogli il lavoro).

E proprio in una specie di Chlamydomonas (Chlamydomonas reinhardtii) è stata isolata per la prima volta la molecola al centro di una recentissima ricerca nell’ambito delle terapie geniche.

Si tratta della rodopsina ChR2, una proteina sensibile alla luce presente in alcune alghe e già molto nota ai biotecnologi (Oggi Scienza ne ha parlato qui ha proposito dell’optogentica), ma all’Institute of Genetic Medicine (University of Southern California, Los Angeles) la ChR2 è riuscita a compiere un “miracolo” di proporzioni bibliche, cioè ridare la vista ai ciechi (anche se, per ora, solo nei topi).

In pratica i biotecnologi sono riusciti a inserire il gene delle alghe in topi che per via dell’età si trovavano in una condizione di cecità simile a quella che negli umani è dovuta alla retinite pigmentosa (RP) o alla degenerazione maculare (AMD), ma in modo che si esprimesse solo nelle cellule della retina. In questo modo, anche se la retina è priva dei suoi originari fotocettori, acquisisce comunque sensibilità alla luce.

Il “miracolo” è però parziale. Infatti, in primo luogo, il trattamento non trasforma i topi in falchi, ma li rende “solo” in grado di distinguere tra luce e oscurità, inoltre non bisogna dimenticare che il trattamento comporta gli stessi rischi di ogni terapia genica, cioè che l’eventualità che il gene si esprima al di fuori del tessuto bersagliato. Di norma i geni sono poi trasportati nelle cellule grazie a dei virus, e questo è tuttora causa di preoccupazione per la possibilità che tali virus diventino patogeni.

Lo studio è stato pubblicato ieri sulla rivista Molecular Therapy.

Insomma la strada da fare è ancora molta, ma come si può vedere dal filmato i risultati, per quanto provvisori, di un approccio genico alle terapie per la RP e l’AMD (di cui soffrono milioni di persone) ci sono già. E tutto grazie al gene di un’alga.

Stefano Dalla Casa
Giornalista e comunicatore scientifico, mi sono formato all’Università di Bologna e alla Sissa di Trieste. Scrivo abitualmente sull’Aula di Scienze Zanichelli, Wired.it, OggiScienza e collaboro con Pikaia, il portale italiano dell’evoluzione. Ho scritto col pilota di rover marziani Paolo Bellutta il libro di divulgazione "Autisti marziani" (Zanichelli, 2014). Su twitter sono @Radioprozac

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