Prime Team

La ricerca di vita extraterrestre inizia con lo studio di ambienti analoghi terrestri al fine di indagare l’abitabilità di altri pianeti del nostro Sistema Solare. Attualmente Marte è considerato uno dei target primari per la ricerca di vita al di fuori della Terra e, anche se le condizioni del pianeta in passato possono essere state compatibili con la vita, almeno per come noi la conosciamo, attualmente risulta freddo e inospitale, caratterizzato da radiazioni cosmiche dovute ad assenza di campo magnetico e presenza solo di una sottile atmosfera.

Sono stati effettuati esperimenti di esposizione di colonie del microfungo antartico a condizioni marziane simulate (UV, CO2, cicli di temperatura, basse pressioni) precedentemente cresciuti su perclorati di rilevanza marziana. Sono in corso analisi di sopravvivenza al fine di determinare la vitalità dell’organismo e analisi di valutazione del danno al DNA.

Le analisi condotte dal Lander Phoenix hanno inoltre evidenziato la presenza di un suolo alcalino (pH 7,7 ± 0,5), di perclorati (ClO4) in concentrazioni da 0,4 a 0,6 %, e di alcuni ioni quali anioni cloro, bicarbonato e solfato e cationi Mg 2+, Na+ e, in minor quantità, K+ e Ca2+. Condizioni simili, si possono ritrovare in alcuni ambienti terrestri, che vengono definiti estremi. Tra di essi, le Valli Secche di McMurdo (Terra Vittoria del Sud, Antartide), sono considerate tra gli analoghi terrestri più simili a Marte e per questo sono utilizzate come oggetto di studio per le ricerche astrobiologiche. Date le condizioni proibitive sulla superficie, in queste zone la vita ha trovato rifugio all’interno della roccia, che fornisce una protezione contro l’ambiente esterno. I microrganismi estremofili isolati da queste rocce formano le comunità criptoendolitiche.

Tra questi organismi troviamo i funghi neri. In particolare il fungo nero Cryomyces antarcticus CCFEE 515 è stato sottoposto a vari stress, dimostrando eccezionali capacità di sopravvivenza: resiste a temperature estreme, alte concentrazioni di sale (fino a 25% di NaCl), radiazioni UV, condizioni spaziali reali e marziane simulate, radiazioni ionizzanti (60Co fino a 55 kGy) e particelle alpha. L’eccezionalità del fungo risiede nelle sue caratteristiche morfologiche e fisiologiche, quali la presenza di pareti molto spesse, fortemente melanizzate. A questo proposito, Team di ricerca 1101 UNITUS coordinato dal Prof. Silvano Onofri ha lo scopo di approfondire le conoscenze sulle risposte fisiologiche di questo organismo test, in quanto propone di testare la resistenza del fungo nero criptoendolitico Cryomyces antarcticus e di molecole biologiche (biomarker) in presenza di perclorati, (concentrazioni crescenti di sali nel terreno di coltura, come confronto con “brine” marziane), e di indagare l’effetto di tali condizioni in combinazione con flussi di radiazioni rilevanti per lo spazio.

In particolare, colonie del fungo C. antarcticus sono state coltivate su terreni di coltura contenenti perclorato di potassio (KClO4), perclorato di sodio (NaClO4), perclorato di calcio (Ca(ClO4)2), perclorato di magnesio (Mg(ClO4)2). In aggiunta, terreni di coltura contenenti il 60% di calcio perclorato e il 40% di magnesio perclorato, sono stati realizzati, con lo scopo di riprodurre un ambiente simile al suolo marziano, come ritrovato dal Lander Phoenix. Tali campioni sono stati esposti a condizioni marziane simulate (cicli di temperatura, basse pressioni e irraggiamento UV/LED) all’interno di una facility di esposizione planetaria (Mars Simulation Facility, MSF) presso l’Agenzia Spaziale Tedesca (DLR). Le prove di crescita su terreni colturali addizionati con perclorati a concentrazioni crescenti forniranno prove a sostegno dell’abitabilità di Marte, con particolare riferimento alle nuove evidenze di presenza di “brine” saline nel terreno.

L’analisi sperimentale verrà effettuata tramite approcci –omici (metabolomica, trascrittomica, proteomica), confrontando il microrganismo trattato con il relativo controllo, mettendo in luce i differenti pathway metabolici coinvolti e/o attivati in risposta all’irraggiamento e alla presenza di perclorati. In generale l’approccio -omico fornirà interessanti spunti di discussione anche nella comprensione dei meccanismi osmoprotettivi indotti e/o attivati in risposta alla differente disponibilità di acqua.

Immagini al microscopio elettronico a trasmissione di colonie del fungo nero Cryomyces antarcticus, cresciuto su sodio perclorato con concentrazione di 50 mM (destra) e 250 mM (sinistra).