Presso il Dipartimento di Biologia dell’Università Federico II di Napoli è presente dal 1973 la più grande collezione di microalghe al mondo.
Cos’è una ceppoteca?
Si definisce “ceppoteca” (Fig. 1) una collezione di microrganismi che, dopo essere stati isolati sotto forma di coltura pura, caratterizzati e classificati, vengono mantenuti in uno stato inattivo.
In altre parole, si tratta di un vero e proprio archivio di cellule microbiche mantenute in vita attraverso vari metodi e conservate in opportune condizioni ambientali, al fine di preservarle per un tempo indeterminato.
La creazione di ceppoteche di piccole, medie e grandi dimensioni è fondamentale per conoscere, studiare e, di conseguenza, utilizzare i microrganismi. Tuttavia, è fondamentale saper coltivare e mantenere in vita differenti specie microbiche (Fig. 2).
Infatti, la sfida principale del mantenimento dei microrganismi consiste nella conservazione delle originali caratteristiche genetiche e fenotipiche, evitando le contaminazioni, l’invecchiamento delle colture e le variazioni genetiche.
L’obiettivo principale delle ceppoteche è garantire nel tempo la facile reperibilità di colture pure di particolari specie o di specifici ceppi microbici caratterizzati da un qualsiasi tipo di interesse scientifico e applicativo. Tale vantaggio è particolarmente evidente ed importante nel caso di microorganismi estremofili (es. specie isolate nei vulcani, nelle solfatare, nei fondali oceanici, nei ghiacciai, ecc.), il cui isolamento dal proprio habitat naturale non è così semplice.
Perché collezionare microalghe?
Le microalghe (Fig. 3) sono organismi fotosintetici microscopici che vivono in tutti i corpi idrici e che utilizzano l’energia solare per sintetizzare gli zuccheri e l’energia necessaria alla loro vita.
Questa classe di microrganismi ha da sempre attratto l’interesse della comunità scientifica e industriale per le enormi potenzialità che la caratterizzano. Infatti, le microalghe, oltre ad affascinare gli esperti in biologia per la loro grandissima varietà di metabolismi e condizioni di crescita (es. microalghe estremofile), trovano impiego in tantissimi campi di applicazione tra cui il settore alimentare, industriale, chimico, energetico ed ambientale.
Basti pensare all’impiego di microalghe per la bio-depurazione di acque reflue, per la produzione ecosostenibile di proteine, carotenoidi, lipidi o semplicemente per la produzione di biomassa algale da utilizzare come mangime per mammiferi e pesci o da utilizzare nell’alimentazione umana.
La ceppoteca dell’Università Federico II di Napoli
La collezione di microalghe del Dipartimento di Biologia dell’Università Federico II di Napoli (ACUF – Algal Collection University Federico II) è costituita, al momento, da oltre 700 ceppi, rappresentando la più grande ceppoteca al mondo di microalghe.
I ceppi raccolti finora appartengono ai phyla Cyanophyta, Chlorophyta, Rhodophyta e Bacillariophyceae, prevalentemente isolati da ambienti estremi, da suoli e da acque dolci.
Questa ceppoteca nasce da un’idea del Professor Roberto Taddei nel 1973 (Fig. 4) e con il passare degli anni la collezione si è arricchita costantemente.
Infatti, la ceppoteca di Napoli si arricchisce annualmente di nuove specie grazie alle campagne di esplorazione italiane ed estere (Fig. 5).
Nella collezione sono ampiamente rappresentate le alghe estremofile di ambienti acidi e termali sia europei sia extraeuropei (oltre 250 ceppi). Inoltre, sono mantenuti in coltura tutti i generi e le specie conosciute di Cyanidiophyceae.
Attualmente la ACUF costituisce la più importante collezione italiana di microalghe. Inoltre, la collezione possiede la maggiore consistenza mondiale di ceppi algali estremofili (alghe viventi a pH 1.5 e temperature di circa 40 °C), provenienti da diverse aree geografiche del mondo.
Gli obiettivi e i servizi della ceppoteca
Le attività di ricerca e di classificazione della ceppoteca di Napoli hanno come obiettivi principali la creazione di un database contenente tutte le informazioni riguardanti i ceppi collezionati, lo sviluppo di tecniche innovative di isolamento e caratterizzazione dei microrganismi, l’utilizzo delle microalghe in applicazioni biotecnologiche ma anche la creazione di un kit di alghe per scopi didattici e la costituzione di una specifica raccolta di ceppi – procarioti ed eucarioti – provenienti da beni archeologici ed artistici. Quest’ultimo punto in particolare pone come obiettivo lo sviluppo di tecniche per ridurre l’impatto negativo del bio-deterioramento dei beni culturali.
Infatti, la ceppoteca, all’interno del Dipartimento di Biologia, è dotata di laboratori di ricerca e sviluppo caratterizzati da molteplici facilities (Fig. 6).
Lo staff della ACUF è attualmente composto da Professori e Ricercatori universitari tra cui Gabriele Pinto, Antonino Pollio, Claudia Ciniglia e Antonino De Natale.
Nicola Di Fidio
Sitografia
- Algal collection Università Federico II (ACUF) di Napoli. Estrapolato da: http://www.acuf.net/index.php?lang=en
- Simone Rinaldi (11 dicembre 2019, Microbiologia Italia). Collezioni di microrganismi e ceppoteche: uno sguardo d’insieme (parte I). Estrapolato da: https://www.microbiologiaitalia.it/didattica/collezioni-di-microrganismi-e-ceppoteche-uno-sguardo-dinsieme-parte-i/
- Veronica Nerino (30 maggio 2020, Microbiologia Italia). Le alghe. Estrapolato da: https://www.microbiologiaitalia.it/didattica/le-alghe/
- Nicola Di Fidio (29 gennaio 2020, Microbiologia Italia). Microalghe come alternativa sostenibile per il trattamento delle acque reflue. Estrapolato da: https://www.microbiologiaitalia.it/batteriologia/microalghe-come-alternativa-sostenibile-per-il-trattamento-delle-acque-reflue/
- Nicola Di Fidio (22 aprile 2020, Microbiologia Italia). Da un ricercatore italiano un innovativo ed efficiente bioprocesso di coltivazione delle microalghe. Estrapolato da: https://www.microbiologiaitalia.it/batteriologia/da-un-ricercatore-italiano-un-innovativo-ed-efficiente-bioprocesso-di-coltivazione-delle-microalghe/
- Nicola Di Fidio (15 gennaio 2020, Microbiologia Italia). Impianto italiano per la produzione di olio di nuova generazione dalle microalghe. Estrapolato da: https://www.microbiologiaitalia.it/batteriologia/impianto-italiano-per-la-produzione-di-olio-di-nuova-generazione-dalle-microalghe/
- Nicola Di Fidio (10 settembre 2019, Microbiologia Italia). Biodiesel e β-carotenoidi di nuova generazione prodotti da glicerolo industriale di scarto per via biotecnologica. Estrapolato da:
- Kairosafe. Conservazione dei microrganismi: ceppoteche. Estrapolato da: https://www.kairosafe.it/it/blog/conservazione-dei-microrganismi-le-ceppoteche-b87.html
Bibliografia
- D’Elia, L., Del Mondo, A., Santoro, M., De Natale, A., Pinto, G., & Pollio, A. (2018). Microorganisms from harsh and extreme environments: a collection of living strains at ACUF (Naples, Italy). Ecological Questions, 29(3), 63-74.
- Del Mondo, A., Barani, A., Gregori, G., Ciniglia, C., Pinto, G., & Pollio, A. (2017). A flow cytometry coupled to species-specific primers approach for the isolation and identification of Cyanidiales (Rhodophyta) sampled at Stufe of Solfatara (Pozzuoli, Italy). Doctorate School In Biology, 31.
- Iovinella, M., Eren, A., Pinto, G., Pollio, A., Davis, S. J., Cennamo, P., & Ciniglia, C. (2018). Cryptic dispersal of Cyanidiophytina (Rhodophyta) in non-acidic environments from Turkey. Extremophiles, 22(5), 713-723.
- Osorio, J. H. M., Pinto, G., Pollio, A., Frunzo, L., Lens, P. N. L., & Esposito, G. (2019). Start-up of a nutrient removal system using Scenedesmus vacuolatus and Chlorella vulgaris biofilms. Bioresources and Bioprocessing, 6(1), 27.
Crediti immagini
- http://www.acuf.net/index.php?option=com_content&view=article&id=26&Itemid=134&lang=en
- http://burr.bio.buffalo.edu/index.php/cultures/
- https://microbesatbu.wordpress.com/research/
- https://www.spirulinapro.lt/chlorella-sorokiniana/
- http://www.acuf.net/index.php?option=com_content&view=article&id=16&Itemid=129&lang=en
