Gli scienziati dell’Università di Ginevra e dell’EMBL hanno rivelato la struttura interna di oltre 200 specie di plancton, aprendo la strada a un atlante cellulare globale.
Il plancton, una comunità eterogenea di organismi microscopici che comprende gli eucarioti microbici marini (cellule con un nucleo), è la forza motrice invisibile degli ecosistemi marini. Produce ossigeno e costituisce la base della catena alimentare oceanica. È anche incredibilmente diversificata, con decine di migliaia di specie descritte finora e molte altre ancora da scoprire.
Abbiamo trascorso tre giorni e tre notti a sistemare questi campioni: erano un vero tesoro che non potevamo lasciarci sfuggire!
Una tecnica che spinge indietro le frontiere della vita
Frutto della collaborazione tra i gruppi di Omaya Dudin, Paul Guichard e Virginie Hamel della Facoltà di Scienze dell’Università di Ginevra e Gautam Dey dell’EMBL, questa ricerca si basa su un metodo di microscopia ad alta risoluzione che consente di esaminare il plancton marino sotto una nuova luce. La microscopia a espansione prevede l’inserimento di campioni biologici in un gel trasparente che si espande quando l’acqua viene assorbita, ingrandendo proporzionalmente le loro strutture interne. Ottimizzata come U-ExM(Ultrastructure Expansion Microscopy), questa tecnica permette di esplorare l’organizzazione interna delle cellule e di aggirare gli ostacoli legati alla parete cellulare, rendendo visibili dettagli prima inaccessibili.Dalle coste europee al mondo microscopico
Lo studio fa parte della spedizione Traversing European Coastlines (TREC) guidata dall’EMBL per esplorare la biodiversità costiera. Le campagne di campionamento a Roscoff (Francia) hanno permesso agli scienziati di accedere a vaste collezioni di microrganismi marini. abbiamo trascorso tre giorni e tre notti a sistemare questi campioni; era un vero e proprio tesoro che non potevamo lasciare andare sprecato", ricorda Felix Mikus, primo autore dello studio, che ha conseguito il dottorato presso l’EMBL.felix Mikus, coautore dello studio, ha conseguito il dottorato di ricerca presso l’EMBL nel gruppo di Gautam Dey ed è ora borsista post-dottorato presso il laboratorio Dudin del Dipartimento di Biochimica della Facoltà di Scienze dell’Università di Ginevra.La microscopia a espansione offre un ingrandimento da quattro a sedici volte del campione biologico: "In combinazione con la microscopia ottica convenzionale, supera i limiti standard di risoluzione della luce, aprendo una nuova finestra sull’architettura cellulare", spiega Armando Rubio Ramos, primo autore e borsista post-dottorato nel gruppo Guichard-Hamel del Dipartimento di Biologia Molecolare e Cellulare della Facoltà di Scienze dell’Università di Ginevra.
Mappare l’evoluzione dell’architettura cellulare
Analizzando più di 200 specie, i ricercatori hanno condotto uno dei più ampi studi sulla diversità citoscheletrica negli eucarioti planctonici. Si sono concentrati sui microtubuli e sulle centrine, elementi chiave dello scheletro cellulare che determinano la forma, il movimento e la divisione delle cellule. Questo approccio ha permesso di mappare l’organizzazione di queste strutture in numerosi gruppi eucarioti. questa scala di analisi consente ora di avanzare ipotesi evolutive sulla diversificazione delle architetture cellulari", sottolinea Hiral Shah, borsista post-dottorato presso l’EMBL e co-first author.Questa ricerca collaborativa non si limita a svelare i segreti dell’organizzazione cellulare: dimostra anche il potenziale della microscopia a espansione per lo studio di campioni naturali complessi prelevati direttamente dagli ambienti marini. Segna un passo importante verso l’esplorazione su larga scala e ad alta risoluzione della biodiversità, collegando finalmente i dati genomici alla fisiologia cellulare.
