Le super spore di Bacillus subtilis: una vita interminabile?

La microbiologia del presente e del futuro si mettono alla prova con un esperimento scientifico della durata di 500 anni.

Quando diciamo che i batteri sono dei microscopici supereroi non scherziamo. La capacità di alcuni Gram-positivi di lottare ai limiti della sopravvivenza, in condizioni realmente impensabili è già stata ampiamente studiata dalla comunità scientifica. Tuttavia, nonostante i numerosi studi di resistenza batterica a condizioni di stress esterno, la longevità esatta delle super spore non è ancora nota.

La sporulazione è un meccanismo attraverso il quale alcune specie batteriche, quali membri dei generi Bacillus e Clostridium, sono in grado di formare delle endospore dormienti, in risposta a condizioni vitali limitanti, come ad esempio l’essiccazione, il congelamento, elevate temperature, sostanze chimiche tossiche, l’irradiazione γ o UV.

La specifica struttura esterna ed interna delle spore garantisce loro una longevità che va ben oltre l’arco della vita umana. In questo contesto, le spore di B. subtilis rappresentano un modello perfetto di “spora-supereroe”, data la loro elevata capacità di sopravvivenza.

Il 500-Year Microbial Experiment è la nuova meta per le future generazioni di ricercatori, che valuteranno la longevità delle spore di B. subtilis fino al 2514. L’ambizioso progetto nasce dall’idea di Ralf Möller, del German Aerospace Center, a seguito di una banale dimenticanza di laboratorio: una piastra Petri contenente spore di Chroococcidiopsis ritrovata dopo 10 anni conteneva ancora spore viventi.

Secondo Möller, le forme di vita del nostro pianeta non sono nemmeno lontanamente comparabili con i limiti di una vita umana. Per questo motivo è necessario un esperimento che scavalchi i nostri limiti temporali, oltre che le nostre conoscenze e tecnologie, per poter arrivare a conoscere i limiti, qualora ce ne siano, di una forma di vita apparentemente così banale come quella di un batterio.

Tutti gli esperimenti sono stati effettuati con il ceppo 168 di Bacillus subtilis trpC2, originalmente ottenuto dalla Raccolta di Colture Microbiche DSMZ, in Germania. Dopo l’isolamento e la purificazione delle sole spore batteriche, gli scienziati hanno messo a punto un protocollo di conservazione dei campioni in viali di vetro sigillati, in presenza di perle di gel di silice per mantenere l’essiccazione (vedi Immagine).

Ciascuna fialetta di vetro è stata inoculata con una quantità definita di spore, pari a 9,11 x 106 CFU/mL. Dopo un periodo di essiccazione di 1-2 settimane, le fialette sono state quindi conservate in apposite scatolette di legno, in duplice copia, presso l’Università di Edimburgo ed il Museo di Storia Naturale di Londra.

Immagine: Disegno sperimentale del 500-Year Microbiology Experiment; A) Box di legno contenente le fialette inoculate e le istruzioni per l’esperimento. (B) Fialette di vetro contenenti 100 μL di spore di B. subtilis (106 CFU/mL) essiccate con perle di gel di silice (C).

L’esperimento prevede inoltre l’applicazione di diversi trattamenti chimico-fisici per una parte di queste spore, che verranno analizzate ogni due anni. In previsione dei ripetuti “passaggi del testimone”, gli scienziati si sono muniti di diverse copie di “istruzioni dell’esperimento”, con la possibilità di un loro aggiornamento futuro, considerando il rinnovato linguaggio e le nuove tecnologie disponibili.

Un “esperimento con il futuro” del quale nemmeno il suo ideatore, Ralf Möller, conoscerà l’esito. Tuttavia, i risultati preliminari dei primi 10 anni di conservazione delle spore sono stati appena pubblicati sulla rivista scientifica PlosOne.

I dati analitici dimostrano come, trascorsi i dieci anni di conservazione delle spore, non vi è nessun cambiamento significativo della loro viabilità, tanto in condizioni normali di mantenimento, come in condizioni di anossia o in un’ atmosfera simil-Marte e tanto meno in presenza di polvere di salgemma. Al contrario, la sopravvivenza delle spore di B. subtilis sembra essere affettata da elevate concentrazioni saline.

Tuttavia, l’esperimento è solo agli inizi e la clessidra del tempo ha appena iniziato il suo conto alla rovescia. Una domanda, però è lecita: i futuri risultati di questa maratona di sopravvivenza sorprenderanno tanto le generazioni a venire? o saranno parte di un futuro bizzarro in cui tutto è possibile, anche l’immortalità? Ancora una volta, la microbiologia è al servizio di trame fantascientifiche, al limite del verosimile.

Serena Galiè

Bibliografia:

  • Experimental studies addressing the longevity of Bacillus subtilis spores – The first data from a 500-year experiment (Nikea Ulrich1 et al., 2018)
  • https://www.focus.it/scienza/scienze/esperimento-scientifico-lungo-500-anni-2514

Informazioni su Serena Galié 31 Articoli
Laureata in Biotecnologie Mediche con curriculum internazionale in Management in Medical Biotechnology presso l'Università Alma Mater Studiorum di Bologna. Master in Biotechnology of Environment and Health presso l'Università di Oviedo, in Spagna. Attualmente studentessa di un PhD in Nutrizione e Metabolismo presso l'Università Rovira I Virgili, a Tarragona in Spagna.

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