FEMTO

I batteri marini (e gli Archaea) svolgono un ruolo fondamentale nel ciclo biogeochimico del carbonio negli oceani, contribuendo così alla strutturazione del nostro pianeta e alla promozione dell’abitabilità della Terra. All’interno del ciclo biogeochimico marino del carbonio, i microrganismi determinano il destino del carbonio fissato: respirazione, rigenerazione dei nutrienti, biomassa per i livelli trofici superiori, particelle detritiche affondate per l’immagazzinamento del carbonio. Un livello di complessità del funzionamento microbico che non è stato ancora esplorato è il mobiloma associato, con particolare attenzione ai geni di resistenza agli antimicrobici (ARGs), cioè il resistoma, nel contesto del ruolo biogeochimico microbico in oceano e atmosfera come ambienti interconnessi. Oggi più che mai, comprendiamo l’importanza del nesso uomo-microrganismi tramite l’ambiente aria-acqua. È urgente cambiare marcia nella gestione della crisi legata alla resistenza antimicrobica. Il mobiloma può essere definito come l’insieme di informazioni specifiche inserite nei genomi microbici che possono essere scambiate tra microrganismi. Lo scambio genico consente ai microrganismi di sviluppare nuove strategie per prosperare nell’ambiente. All’interno del mobiloma, il resistoma include tutti i geni che contribuiscono direttamente o indirettamente alla resistenza agli antibiotici. Inoltre, a causa delle difficoltà tecniche nel ricreare “l’atmosfera come ambiente microbico”, vi è una mancanza generale di conoscenze fondamentali sul comportamento, la fisiologia e, in ultima analisi, l’espressione genica dei batteri nell’aria.

Il progetto FEMTO combina misurazioni biogeochimiche con metagenomica mirata del resistoma-mobiloma e innovativi esperimenti in coltura in una camera di simulazione atmosferica. Questa ricerca mapperà il resistoma-mobiloma nei bioaerosol marini (SSA – sea spray aerosol) e nella colonna d’acqua, stimando il potenziale trasferimento di ARG associato a specifici elementi mobili, prevedendo così la dinamica del resistoma-mobiloma lungo un gradiente di stressori di origine antropica e climatica. UniTS, UniGE e OGS formano il team FEMTO, composto da esperti in microbiologia ambientale, fisica degli aerosol e biogeochimica marina.

Come risultato tangibile, creeremo una mappa del rischio basata sulla dinamica e l’espressione del resistoma-mobiloma, con un focus sugli ARGs nel contesto del ciclo biogeochimico del carbonio. Il raggiungimento del nostro obiettivo dovrebbe fornire una comprensione meccanicistica del significato biogeochimico marino dei pool microbici di ARG e della loro espressione.

I nostri risultati forniranno dati a supporto della gestione della resistenza antimicrobica secondo l’approccio One Health, in cui la salute umana, animale e ambientale devono essere gestite in modo sinergico attraverso gli ambienti. Riunioni di gruppo bimestrali garantiranno una comunicazione continua ed efficace all’interno del team FEMTO e una gestione tempestiva dei rischi. Comunicheremo rapidamente i nostri risultati attraverso riviste ad accesso aperto ad ampia diffusione, conferenze, eventi pubblici e piattaforme social. FEMTO potrebbe rivoluzionare l’attuale paradigma sul ciclo del carbonio microbico e sul funzionamento degli ecosistemi marini, rivelando un nuovo contesto, derivato dal resistoma-mobiloma, per la biogeochimica del carbonio lungo il continuum aria-oceano.