• fitochelatine
• mercurio
• "Dissolved Gaseous Mercury"

Il mercurio esiste a livello di tracce in tutti gli ambienti acquatici, ma qualche volta è rilasciato nell’ambiente dall’attività umana. Secondo alcune stime, circa l’80% del mercurio immesso nell’ambiente deriva da fonti naturali e il rimanente 20% è di origine antropica. Il mercurio è un metallo pesante altamente tossico per tutti gli organismi viventi, in quanto non ha nessuna riconosciuta attività biologica e tende ad accumularsi lungo la catena alimentare. I microrganismi acquatici, che costituiscono il primo anello della catena alimentare, hanno sviluppato molteplici strategie di adattamento per neutralizzare gli effetti tossici dovuti ad una presenza eccessiva di questo elemento nelle acque. In particolare sono stati riportati: a) meccanismi chimici di membrana che permettono una riduzione dell’assimilazione del metallo, b) processi di volatilizzazione o eliminazione tramite conversione in specie chimiche volatili, c) rilascio di sostanze organiche con capacità complessante, d) chelazione intracellulare in complessi innocui per l’organismo.
E’ nota dalla letteratura la presenza di specie volatili del mercurio disciolte nell’acqua di mare (DGM- Dissolved Gaseous Mercury), costituite per il 90% da Hg°, che passano dall’acqua all’atmosfera a causa della loro alta volatilità. L’origine di queste specie di mercurio nei sistemi acquatici non è stata ancora completamente chiarita. Numerosi studi hanno dimostrato l’esistenza di un processo enzimatico di riduzione del Hg(II) a Hg° in alcune specie di batteri, altri riportano l’esistenza di processi abiotici di riduzione del mercurio di natura fotochimica, infine, alcuni lavori ipotizzano l’esistenza di un processo di produzione di mercurio gassoso ad opera di alghe fitoplanctoniche, ma il meccanismo di riduzione è ancora sconosciuto.
L’accumulo di metalli pesanti, incluso il mercurio, induce nelle microalghe la sintesi di peptidi intracellulari detossificanti, chiamati fitochelatine (PC). Le PC sono peptidi polimeri del glutatione, hanno la struttura primaria (-Glu-Cys)n-Gly, con n che varia da 2 a 11, e hanno la funzione di sequestrare in complessi stabili gli ioni metallici.
Lo scopo della mia tesi è quello di studiare i principali meccanismi di difesa messi in atto da un’alga marina fitoplanctonica in risposta all’esposizione al mercurio, focalizzando lo studio sia sulla produzione di mercurio gassoso, sia sulla sintesi di glutatione e fitochelatine. A questo scopo sono state utilizzate colture di laboratorio della diatomea marina Thalassiosira weissflogii esposte, sotto condizioni controllate, a concentrazioni crescenti di mercurio. Il glutatione e le PC sono state quantificate attraverso una tecnica cromatografica basata sulla derivatizzazione pre-colonna con una sonda fluorescente, il monobromobimano (mBrB) e sulla separazione dei peptidi tramite HPLC con colonna a fase inversa. La produzione di DGM da parte di T. weissflogii è stata determinata tramite uno spettrofotometro a fluorescenza atomica dei vapori freddi del Hg, opportunamente modificato in modo da misurare quantità nell’ordine di picogrammi.
I risultati ottenuti hanno mostrato che l’esposizione al mercurio induce la sintesi di PC nella diatomea T. weissflogii, in quantità crescente all’aumentare della concentrazione del mercurio in soluzione. Inoltre, risultati preliminari indicano una produzione di mercurio gassoso in colture della stessa alga, sia in condizione di esposizione alla luce che al buio. Gli stessi esperimenti hanno anche evidenziato il contributo del mezzo di coltura, arricchito di essudati cellulari, alla formazione di mercurio gassoso.