Le alghe danno respiro ai cosmonauti

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Una delle principali sfide che la tecnologia aerospaziale deve affrontare è la produzione di ossigeno in modo naturale, necessario per le missioni di lunga durata nello spazio. Alla soluzione di questa problematica mira 'Photoevolution'. L'esperimento, coordinato da Giuseppina Rea dell'Istituto di cristallografia (Ic) del Cnr di Roma, analizza la capacità di tolleranza dell'ambiente spaziale di alcune specie mutate dell'alga unicellulare 'Chlamydomonas reinhardtii', da tempo utilizzata come sistema modello per gli studi sulla fotosintesi.

Il progetto fa parte del programma di ricerca 'BIOKon in Space' coordinato dalla Kaiser Italia e finanziato dall'Agenzia spaziale italiana. L'esperimento 'Photoevolution', si svolge nel cargo dell'Endeavour, l'ultimo shuttle decollato dal Kennedy Space Center di Cape Canaveral pilotato dall'astronauta italiano Roberto Vittori, che ha raggiunto la Stazione spaziale internazionale.

"Il controllo ambientale degli habitat, sia nelle missioni per l'esplorazione dello spazio, sia nelle stazioni spaziali orbitanti, richiede la progettazione e la realizzazione di un sistema biorigenerativo a ciclo chiuso, in grado di fornire alimenti e ossigeno", spiega Rea. "In questo contesto possono avere un ruolo gli organismi fotosintetici ossigenici, visto che il processo di fotosintesi catalizza la conversione dell'energia luminosa in energia chimica con il rilascio dell'ossigeno".

La capacità di sopravvivenza delle alghe nello spazio è condizionata però dalla presenza di radiazioni complesse provenienti dagli spazi interstellari (raggi cosmici galattici) e dall'attività solare (raggi cosmici solari) difficili da misurare. Si è resa dunque necessaria la produzione di ceppi di 'Chlamydomonas' caratterizzati da una capacità fotosintetica più stabile in grado di tollerare i livelli di radiazione cosmica presenti sulla Iss grazie a particolari tecniche di ingegneria genetica.

"Gli esperimenti effettuati", prosegue la ricercatrice dell'Ic-Cnr, "hanno rivelato che alcuni mutanti algali con modificazioni della proteina D1 in una regione prossima al complesso di evoluzione dell'ossigeno hanno una maggiore capacità di sopravvivenza, un sistema di trasporto elettronico più efficiente e una buona tolleranza all'esposizione di protoni e neutroni. I ceppi con le migliori performance sono stati selezionati per il volo spaziale e dopo la permanenza sulla Iss, sono stati analizzati mostrando un rendimento fotosintetico e una capacità di crescita migliori rispetto al ceppo originario".

Ulteriori sviluppi dei risultati di Photoevolution sono presumibili nel campo ambientale e medico: l'individuazione di nuovi mutanti delle alghe, caratterizzati da una migliore attività foto sintetica, potrebbe avere infatti risvolti applicativi nel trattamento delle acque di scarico civili o industriali e per identificare i marcatori molecolari di particolari condizioni patologiche.

Laura Anderlucci

Fonte: Giuseppina Rea, Istituto di cristallografia, Montelibretti, tel. 06/90672631 , email giuseppina.rea@ic.cnr.it -