Ricerca rivoluzionaria: i cianobatteri come soluzione per il futuro verde!

Ricerca rivoluzionaria: i cianobatteri come soluzione per il futuro verde!

Il 9 marzo 2025 il Dipartimento di Biologia, Chimica e Farmacia della Libera Università di Berlino ospiterà i Dahlem Science Talks. Questa serie, che si svolge ogni due mesi il primo mercoledì alle 18:00. nell'edificio di ricerca SupraFAB a Berlino, mira a fornire approfondimenti su temi di ricerca attuali e progetti scientifici più ampi dell'università. La prossima conferenza sarà tenuta dal Prof. Dr. Timo Niedermeyer, che dirige il gruppo di lavoro “Biologia farmaceutica” presso l'Istituto di Farmacia. Il suo intervento è intitolato “Tossine ambientali e farmaci: cianobatteri in natura e in laboratorio” e mette in risalto la ricerca sui cianobatteri e le loro potenziali applicazioni mediche.

La partecipazione a queste lezioni è gratuita; non è richiesta la registrazione preventiva. Le Dahlem Science Discussions sono una parte importante degli sforzi della Freie Universität per consentire al pubblico di partecipare agli ultimi risultati della ricerca.

Il ruolo dei cianobatteri nelle biotecnologie

I cianobatteri, noti anche come alghe blu-verdi, svolgono un ruolo centrale nell’attuale focus della ricerca, che si trova all’interfaccia tra la ricerca di base e applicata nel campo della genetica e della microbiologia. Questi procarioti sono unici perché sono gli unici organismi capaci di fotosintesi ossigenata. Questa speciale capacità consente loro di convertire l'energia luminosa e la CO2 in carboidrati e biomassa. Il loro potenziale viene sempre più riconosciuto, soprattutto nel settore della biotecnologia verde. Secondo quello UFZ Lo scopo della ricerca è acquisire una conoscenza fondamentale dei processi che controllano la fotosintesi e il metabolismo nei cianobatteri.

Uno degli obiettivi chiave è sviluppare tecnologie basate sulle proprietà uniche di questi organismi. Ad esempio, i cianobatteri potrebbero essere utilizzati in futuro per la produzione sostenibile di idrogeno, un prezioso sottoprodotto delle loro attività fotosintetiche. Tuttavia, il problema principale rimane la disponibilità limitata di strumenti molecolari per la manipolazione genetica di questi organismi.

Sfide e progressi della ricerca

Uno studio attuale pubblicato sulla rivista ACS Catalysis dai ricercatori di Università della Ruhr a Bochum e l’Università di Tecnologia di Graz, evidenzia le sfide e i progressi nell’uso catalitico dei cianobatteri. Lo studio mostra che questi organismi possono convertire in modo efficiente l’energia luminosa in energia chimica, rendendoli un bersaglio attraente per le applicazioni biotecnologiche. Tuttavia, fattori come la disponibilità di luce e la densità delle cellule limitano l’implementazione tecnologica su larga scala.

Gli scienziati hanno sviluppato approcci innovativi per migliorare la produttività dei cianobatteri, comprese tecniche di ingegneria metabolica. Ciò comporta il reindirizzamento del flusso di elettroni fotosintetici e la disattivazione di alcuni geni per sensibilizzare le cellule affinché utilizzino l’energia in modo più efficace. I ricercatori stanno anche lavorando allo sviluppo di nuovi processi di coltivazione delle alghe, come l’uso di mini-LED e geometrie speciali per aumentarne ulteriormente l’efficienza.

La ricerca interdisciplinare è considerata fondamentale per integrare tutte le misure necessarie per l’applicazione industriale di biocatalizzatori a base di alghe. I finanziamenti istituzionali, come quelli del Fondo austriaco per la promozione della ricerca scientifica, della Fondazione ambientale federale tedesca e del Centro nordico di eccellenza Nordaqua di Nordforsk, hanno sostenuto in modo significativo il progresso di questi progetti.