Il college universitario Queen Mary studia a fondo le termiti

Le termiti producono il 4% del volume totale di CO2. Un gruppo di microrganismi, conosciuti col nome di protisti, vive nell'intestino delle termiti e costituisce una delle linee di ricerca condotta utilizzando il microscopio invertito DX61.

L'anidride carbonica, un importante gas serra, è prodotta dai microrganismi che vivono nell'intestino delle termiti. Tuttavia, nonostante la sua importanza all'interno del ciclo globale di produzione del carbonio, non è ancora chiaro il funzionamento di questo ecosistema. La Scuola di Scienze Biologiche e Chimiche della Queen Mary, University of London, utilizza il microscopio invertito DX61 di Vision Engineering per la ricerca sulle termiti.

La ricerca presso il Queen Mary College

Termiti

Queen Mary è uno dei più grandi college multi-facoltà della University of London. Trae le sue radici da quattro college storici: il Queen Mary College, il Westfield College, il St Bartholomew's Hospital Medical College e il London Hospital Medical College. Il College ospita oltre 11.500 studenti e un personale accademico e di supporto composto da circa 2.600 unità.

All'interno della Scuola di Scienze Biologiche e Chimiche, il Gruppo Biologia Evolutiva e Organismica è riconosciuto a livello internazionale per i suoi approcci post-genomici allo studio dell'evoluzione e delle funzioni di geni e proteine a livello organismico utilizzando una gamma di organismi modello tra cui piante, invertebrati, pesci e mammiferi.

Questa ricerca fa uso di vari metodi tra i quali la bioinformatica, l'analisi della struttura cellulare e tessutale, l'analisi dell'espressione di geni e proteine, l'impatto del knockout genico sui fenotipi, la fisiologia e farmacologia in vitro e l'analisi del comportamento dell'intero organismo.

Studi di ricerca e difficoltà

Il lavoro del Dott. Mark van der Giezen, Docente di Microbiologia, si focalizza sulla comprensione del funzionamento delle cellule di vari microrganismi che vivono in ambienti con poco o senza ossigeno. L'intestino delle termiti è uno di questi ambienti. Le termiti esistono da oltre 240 milioni di anni. Esse si adattano ai mutevoli ambienti e sono importanti nella scomposizione e nel riciclaggio del legno secco. Un gruppo di microrganismi, conosciuti col nome di protisti, che vive nell'intestino delle termiti, rappresenta una delle linee di ricerca condotta nel laboratorio del Dott. van der Giezen.

Per questa ricerca, è importante che i protisti delle termiti siano isolati nelle giuste condizioni ambientali in quanto non sopportano livelli elevati di ossigeno. Una volta estratti dalle termiti, le condizioni interne degli intestini cambiano rapidamente per cui è importante lavorare il più velocemente possibile per preservarne la struttura.

Nell'intestino caudale delle termiti vivono svariate centinaia di specie di protisti diverse che devono essere separate prima di poter iniziare a lavorare. Questo processo fa uso di un micromanipolatore per scegliere le singole cellule e separare le varie specie. Questo processo deve essere ripetuto sino a raccogliere 50 organismi da ciascuna specie. Il DNA di questi organismi viene poi usato per distinguere le varie specie a livello molecolare e per comprenderne la biochimica.

In ultima analisi, le informazioni ottenute da questi protisti forniranno conoscenze chiave sul funzionamento dell'intestino delle termiti, che produce elevati livelli di metano (CH4) e di CO2 senza però usare l'ossigeno.

Una volta isolati, i protisti vengono osservati e analizzati in termini di morfologia, comportamento e per individuare eventuali segni di contaminazione che si possa essere verificata durante il processo di isolamento.

La scelta di un microscopio invertito

Il microscopio invertito DX61 di Vision Engineering è stato scelto per i progetti di ricerca sulla funzione dei protisti nell'intestino delle termiti. Dott. Mark van der Giezen, Docente di Microbiologia, spiega i motivi che lo hanno spinto a scegliere DX61.

 

Quando abbiamo assistito alla dimostrazione del sistema, abbiamo richiesto che venissero apportate delle modifiche personalizzate alla tavola di misura affinché, ad esempio, presentasse una rientranza in grado di ospitare una piastra di Petri. Abbiamo preso la decisione finale per l'ottima interazione con Vision Engineering, l'ulteriore vantaggio del disegno modulare e l'oculare ergonomico Isis. La modularità di DX61 ci consentirà di aggiungere in futuro altre modalità di osservazione e opzioni di acquisizione delle immagini”.

 

'L'acquisto di questo microscopio è stato possibile grazie alla generose donazioni della Royal Society (2004/R2) e del Systematic Research Fund.'

Microscopio invertito ergonomico DX61
Per la ricerca del Dott. van der Giezen è importante che la tavola del microscopio sia molto stabile, particolarmente quando viene utilizzata con altre apparecchiature come i micromanipolatori. Qualsiasi movimento brusco può rovinare il processo di isolamento perché il prelievo e rilascio dei protisti si effettua mediante il controllo del vuoto in una microprovetta fissata all'estremità del micromanipolatore.

 

I sottili microcapillari in vetro all'estremità del microscopio del micromanipolatore, usati per prelevare e dispensare il liquido contenente le cellule, sono estremamente fragili. Se durante l'intero processo non viene mantenuta la stabilità, si possono rompere facilmente.

È quindi importante che l'acquisizione delle immagini e la loro analisi siano integrate nel processo di osservazione e dissezione. I vantaggi di un qualsiasi sistema di microscopio che incorpori capacità di elaborazione delle immagini sono la possibilità di archiviazione e la valutazione della morfologia cellulare. Questo fa sì che il processo generale sia molto più obiettivo.

Quando si osserva attraverso il microscopio per svariate ore, il comfort dell'operatore assume una importanza fondamentale.

L'immagine qui sopra dimostra come il microscopio invertito modulare tragga beneficio da accessori optional quali l'oculare Isis. L'oculare Isis è una caratteristica importante per progetti come questo, per i quali il comfort è imprescindibile per gli operatori che trascorrono molte ore osservando attraverso il microscopio. Isis si avvale della tecnologia ottica brevettata, concepita per migliorare l'ergonomia dell'operatore.

La tecnologia "a pupilla in uscita allargata" offre agli operatori una grande libertà di movimento della testa che a sua volta riduce enormemente il loro affaticamento fisico. Questo è reso possibile espandendo il fascio di raggi in uscita dall'oculare, che aumenta di quattro volte la distanza di lavoro tra gli occhi dell'operatore e gli oculari Isis.

La Scuola di Scienze Biologiche e Chimiche di Queen Mary continua a investire tempo e risorse in progetti importanti come questi. La comprensione di fenomeni naturali come il ruolo delle umili termiti nel ciclo globale del carbonio ci permetterà di conoscere meglio il nostro pianeta. Questo porterà inevitabilmente ad acquisire maggiori conoscenze che potranno essere usate per affrontare problemi come quello del riscaldamento globale.

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