Irene Stefanini, microbiologa del Laboratorio di Microbiologia e Virologia (LMV) del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino, è la vincitrice di uno dei prestigiosi Research Grants promossi dallo Human Frontier Science Program (HSFP), organizzazione internazionale con sede a Strasburgo. L’HSFP promuove nuove collaborazioni scientifiche finanziando progetti a elevato contenuto di internazionalità, interdisciplinarietà e impatto scientifico, finalizzati all’avanzamento della conoscenza dei meccanismi molecolari di base nell’ambito delle Scienze della Vita.
La Dott.ssa Stefanini ha partecipato al bando con il progetto “The aphrodisiac gut: defining the factors promoting yeast mating within insect intestines” che ha l’ambizioso obiettivo di comprendere i meccanismi molecolari attraverso i quali gli intestini di alcuni insetti sociali promuovono la biodiversità del lievito di birra.
IL PROGETTO
Sebbene fondamentale per pratiche indispensabili per l’uomo, come la produzione di vino, birra e panificati, solo negli ultimi anni si è osservato che il lievito Saccharomyces cerevisiae (altrimenti noto come lievito di birra) possa sopravvivere anche in ambienti naturali, in particolare grazie al contributo degli insetti sociali che lo mantengono e trasportano. Infatti, gli insetti sociali, come le vespe e i calabroni, sono in grado di mantenere popolazioni di cellule del lievito nel proprio microbiota intestinale durante tutto l’anno per poi diffonderle nei vari ambienti naturali che colonizzano. Inoltre, recentemente, i ricercatori di UniTo hanno scoperto che nel microbiota intestinale di questi insetti, le cellule di S. cerevisiae sono in grado di riprodursi sessualmente. Nonostante la riproduzione sessuata sia fonte della variabilità genetica che favorisce l’evoluzione e la capacità di adattamento del lievito, nella maggior parte degli ambienti naturali S. cerevisiae si riproduce solo asessualmente. Al contrario, condizioni peculiari dell’intestino delle vespe e dei calabroni promuovono l’incrocio tra ceppi diversi di S. cerevisiae.
Quali sono le proprietà di questi animali che favoriscono gli incroci del lievito? Quali meccanismi molecolari adotta il lievito per effettuare la riproduzione sessuata nel microbiota degli insetti sociali? Lo scopo del progetto è appunto rispondere a queste domande mediante la combinazione di tecniche innovative di microbiologia molecolare ed entomologia (Stefanini), l’utilizzo di nanosensori chimici (New), di raffinati approcci di microfluidica (Polin) e di modelli matematici (Segrè). Grazie al progetto non solo sarà possibile determinare le caratteristiche degli ospiti animali e dei meccanismi molecolari che favoriscono l’incrocio dei lieviti, e quindi l’evoluzione di S. cerevisiae, ma si otterranno anche conoscenze fondamentali trasferibili ad altri microrganismi che abitano nell’intestino degli animali, migliorando quindi la nostra comprensione dei fattori che determinano la composizione e il mantenimento del microbiota anche nell’uomo.
IL TEAM
Al progetto, coordinato da UniTO, è stato assegnato un Research Grant triennale con un finanziamento totale di quasi 1.4 milioni di dollari. Il bando HFSP 2021 ha visto una partecipazione molto ampia con ben 551 progetti di ricerca proposti da tutto il mondo. Il progetto presentato dalla ricercatrice dell’Università di Torino, si è posizionato terzo tra i 21 progetti vincitori finali. HFSP, in circa 30 anni di storia, ha annoverato tra gli assegnatari dei propri Research Grants ben 28 Premi Nobel.
Il team internazionale del progetto coordinato dall’Ateneo torinese, è formato da Elyzabeth New della Sydney University, Daniel Segrè della Boston University, e Marco Polin dell’University of Balearic Islands. Fanno parte del gruppo di ricerca dell’Università di Torino, insieme alla dott.ssa Stefanini, per gli aspetti di microbiologia il Prof. Giorgio Gribaudo, coordinatore del Laboratorio di Microbiologia e Virologia, per gli aspetti di entomologia la Prof.ssa Francesca Barbero e il Dott. Luca Pietro Casacci del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi.
