Ossido nitrico: la piccola molecola dalle molteplici funzioni

Nuove prospettive sul ruolo dell’ossido nitrico negli organismi marini. Esperimenti sul riccio di mare

L’ossido nitrico, una molecola semplice composta da due atomi - azoto e ossigeno -, è dotata di proprietà peculiari. Questo gas, inizialmente considerato un inquinante atmosferico, si è rivelato essere uno dei mediatori più diffusi prodotti dagli organismi viventi. Studi svolti alla SZN hanno rivelato il coinvolgimento dell’ossido nitrico in vari processi fisiologici degli organismi marini, quali la produzione del nero ed il rapido cambiamento di colore della pelle della seppia Sepia officinalis, un mollusco cefalopode, e la metamorfosi della ascidia Ciona intestinalis. Recentemente, una ricerca condotta nei laboratori del dipartimento BEOM di SZN ha evidenziato che l’ossido nitrico viene prodotto dagli organismi marini in risposta a forzanti ambientali. Infatti, embrioni di riccio di mare, esposti a diverse concentrazioni di cadmio e manganese, formano l’ossido nitrico che è poi capace di modulare in maniera diretta o indiretta l’espressione di geni coinvolti in processi biologici essenziali, quali la scheletogenesi, il trasporto attraverso le membrane ed i meccani

smi attuati per contrastare lo stress (Fig 1A, Migliaccio et al., 2014). Inoltre, studi successivi, utilizzando individui adulti trattati con cadmio e manganese alle concentrazioni presenti nell’ambiente, hanno permesso di dimostrare che l’ossido nitrico svolge un ruolo cruciale anche nella trasmissione trans-generazionale degli effetti tossici dalla madre alla progenie (Fig 1B, Migliaccio et al., 2015). Recentemente, analizzando la popolazione dei ricci di mare della Gaiola, un’area marina protetta affetta da fioriture di una microalga potenzialmente tossica, Ostreopsis cf ovata, abbiamo scoperto che le fioriture influenzano in modo subdolo ed insidioso gli adulti, danneggiando la progenie anche parecchi mesi dopo la fioritura. Abbiamo dimostrato che l’ossido nitrico, prodotto in seguito alle fioriture algali, modifica nitrando una molecola di adesione, il toposoma, causando, probabilmente, le anomalie osservate nella progenie. L’ossido nitrico ha anche un effetto benefico nei meccanismi di difesa e di recupero della progenie (Fig 1C, Migliaccio et al., 2016). Questi studi espandono le nostre conoscenze sulle conseguenze delle forzanti ambientali sulla salute del riccio di mare, una specie chiave dei sistemi bentonici, e permetteranno di sviluppare metodiche di monitoraggio ambientale basate sull’ossido nitrico. 

Oriana Migliaccio

Per approfondire l’argomento:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166445X14002720

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0131815

http://www.nature.com/articles/srep26086