Risposta allo stress salino di lieviti neri isolati da sedimenti abissali del Golfo del Messico

Vita in un mondo nascosto e salato

Molto al di sotto della superficie del Golfo del Messico, in fanghi freddi ad alta pressione dove la luce solare non arriva mai, i funghi prosperano silenziosamente. Tra questi ci sono i “lieviti neri” — piccolissimi organismi di colore scuro capaci di sopportare concentrazioni di sale che ucciderebbero la maggior parte delle forme di vita. Questo studio pone una domanda semplice ma affascinante: come sopravvivono e perfino prosperano questi funghi abissali quando sono circondati da concentrazioni saline paragonabili a quelle delle salamoie, e quali molecole speciali producono mentre lo fanno?

Funghi strani sotto le onde

I ricercatori hanno iniziato recuperando tre specie di lieviti neri da sedimenti abissali a più di due–tre chilometri sotto la superficie. Queste specie — Salinomyces thailandicus, Neophaeotheca triangularis e Neophaeotheca salicorniae — appartengono a un gruppo di funghi noti per il loro pigmento scuro e la capacità di tollerare ambienti ostili. Quando il team ha coltivato i funghi in laboratorio su un’ampia gamma di concentrazioni saline, ha scoperto che tutti e tre potevano crescere in condizioni molto salate, fino a circa il 20 percento di sale per la maggior parte di essi. Ciò colloca questi lieviti tra i funghi più tolleranti al sale conosciuti, insieme a pochi classici microbi “estremi”.

Mutanti di forma sotto stress salino

Il sale non si limitava a rallentare o accelerare la crescita; cambiava l’aspetto di questi funghi e il loro modo di dividersi. Una specie, S. thailandicus, cresceva come filamenti aggrovigliati a basso contenuto di sale ma si trasformava in forme più arrotondate, simili a lievito, con l’aumentare del sale. N. triangularis fece il contrario, diventando più filamentosa a livelli salini più alti, mentre N. salicorniae presentava entrambe le forme ma cresceva più lentamente all’aumentare del sale. Con la microscopia a intervalli temporali, gli scienziati hanno osservato queste cellule dividersi in modi non convenzionali, producendo pacchetti di cellule figlie all’interno di una cellula madre che poi esplodevano, o modificando i tempi di gemmazione a seconda del livello di sale. Questi schemi di crescita flessibili probabilmente aiutano i funghi a far fronte alle condizioni variabili del loro habitat abissale.

Il potere protettivo del pigmento scuro

Un tratto distintivo dei lieviti neri è la melanina, il pigmento scuro che colora anche pelle e capelli umani. In questi funghi, la melanina è concentrata nella parete cellulare e si ritiene agisca come uno scudo contro lo stress. Il gruppo ha usato una sostanza chimica chiamata ftalide per bloccare una delle principali vie di sintesi della melanina e poi ha esaminato le cellule con potenti microscopi elettronici. Quando la produzione di melanina era intatta, le pareti cellulari spesso si ispessivano in condizioni saline e granuli scuri si accumulavano dentro e sopra le pareti. Piccoli canali nelle pareti delle specie di Neophaeotheca sembravano trasportare il pigmento verso l’esterno, dove si raccoglieva sulla superficie cellulare. Quando la melanina veniva inibita, la crescita filamentosa era quasi completamente persa e rimanevano solo cellule raggruppate, simili a lieviti, sottolineando che questo pigmento non è solo un colorante ma un elemento strutturale nella formazione e nel mantenimento delle forme fungine sotto stress.

Rimodellare la chimica per battere il sale

Oltre ai cambiamenti nella forma e nelle pareti, i funghi hanno anche riorganizzato la loro chimica interna. Usando spettrometria di massa ad alta risoluzione, i ricercatori hanno profilato centinaia di piccole molecole prodotte dalle cellule e dall’ambiente circostante in condizioni di basso e alto sale, con e senza inibizione della melanina. Gli acidi grassi dominavano tra le specie, suggerendo che i funghi rimodellano le membrane per restare flessibili in ambiente salino. Una specie, N. triangularis, è andata oltre, aumentando la produzione di amminoacidi e di piccoli peptidi ad alto contenuto salino, una strategia più familiare nelle piante tolleranti al sale che nei funghi. Il team ha rilevato anche molecole insolite legate a zuccheri, vari lipidi e aminociclitoli — composti ad anello raramente associati ai funghi — che potrebbero agire come protettivi finora non riconosciuti. Quando la melanina era bloccata, tutte e tre le specie ampliarono il loro repertorio chimico, specialmente in carboidrati e lipidi, come se compensassero la perdita di uno strato difensivo chiave.

Fabbriche nascoste di molecole utili

Molti dei composti rilevati somigliano a molecole già note in altri funghi marini per le loro proprietà antibatteriche, antifungine, antinfiammatorie o antitumorali. Tra questi vi sono alcuni derivati di acidi grassi, steroidi, alcaloidi e strutture aromatiche complesse. Poiché la maggior parte dei metaboliti era legata alla biomassa fungina stessa, potrebbero essere concentrati dentro o attorno alle superfici cellulari, formando potenzialmente rivestimenti protettivi contro il sale e altri stress. Lo studio quindi non solo rivela come i lieviti neri sopravvivono al loro habitat estremo, ma posiziona anche questi funghi abissali come fonti promettenti, ancora in gran parte inesplorate, di nuovi composti con potenziale biotecnologico e medico.

Cosa significa nel quadro più ampio

In termini semplici, questo lavoro mostra che i lieviti neri del Golfo del Messico sopravvivono allo stress salino intenso cambiando forma, ispessendo e scurendo le loro pareti cellulari e riorganizzando la chimica interna. La melanina funziona come un’armatura multiuso, sostenendo la formazione di filamenti e contribuendo a controllare ciò che passa attraverso la parete, mentre grassi, amminoacidi e altre piccole molecole regolano finemente il modo in cui le cellule affrontano l’ambiente salino. Insieme, questi espedienti permettono ai funghi di adattarsi a uno degli habitat più impegnativi della Terra — e ne fanno candidati intriganti per la scoperta di nuovi prodotti naturali utili.

Citazione: Camacho-López, M.D., Figueroa, M., Hernández-Melgar, A. et al. Salinity stress response of black yeasts isolated from deep-sea sediments of the Gulf of Mexico. Commun Biol 9, 396 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09673-0

Parole chiave: funghi abissali, lieviti neri, tolleranza al sale, melanina, metaboliti marini