Melanizzazione ifale: un requisito per la penetrazione di Knufia petricola nel marmo?

I funghi microcoloniali meristematici (MCF), in grado di tollerare stress ambientali e colonizzare substrati inospitali, sono di particolare interesse nel campo della conservazione dei beni culturali lapidei, sulle cui superfici possono provocare diversi tipi di danni in relazione alla loro capacità di penetrare all'interno del substrato. I processi che permettono la penetrazione, tuttavia, non sono ancora stati del tutto chiariti. Studi su organismi fitopatogeni filogeneticamente vicini agli MCF hanno evidenziato il ruolo della melanina nella regolazione della pressione esercitata dalle ife in penetrazione, ma finora l'attività penetrativa degli MCF sui substrati lapidei di pregio storico-artistico non è stata indagata. Nel presente studio indagini sono state realizzate per verificare se linee differenti dell'MCF Knufia petricola, contenenti o meno melanina, differiscano nella capacità e nelle modalità di penetrazione nel substrato. Per il ceppo A95 di K. petricola sono stati considerati una linea wild type (wt), con ife melanizzate, e tre linee knock-out per geni codificanti la polichetido-sintasi, enzima coinvolto nella produzione di melanina lungo la via DHN, e/o la fitoene-ossidasi, enzima chiave per la produzione dei carotenoidi (ΔPKS, ΔPDG, ΔPKS/ΔPDG), forniti dal Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Prof.ssa Gorbushina). Le diverse linee sono state inoculate su pastiglie di polvere di marmo, prodotte con diversa pressione (4 e 7,5 tonnellate) e caratterizzate da diversa porosità, e la penetrazione ifale è stata monitorata dopo 5 (t1), 10 (t2), 17 (t3) e 27 (t4) settimane, quantificando su preparati in sezione, colorati secondo il metodo PAS, la profondità media raggiunta dalle ife e la loro diffusione (cioè il numero di settori penetrati lungo il diametro della pastiglia). Per tutte le linee considerate si è osservato uno sviluppo miceliare sia sulla superficie che all'interno del substrato, e almeno per alcune delle tesi saggiate si è riscontrata variabilità nei tempi e nelle modalità di penetrazione. Dall'osservazione in microscopia delle sezioni è innanzitutto risultato evidente lo sviluppo di due differenti tipologie di ife, le une riconducibili alla tipica morfologia ifale a crescita meristematica con comparti cellulari ingrossati con pareti inspessite, le altre dal diametro minore, con comparti cellulari allungati e pareti non inspessite. La penetrazione da parte di tali differenti tipologie ifali è risultata differente, in particolare per la maggiore profondità raggiunta dalle ife sottili, e quindi quantificata separatamente. Per le ife a comparti ingrossati, la profondità di penetrazione è risultata significativamente superiore nelle pastiglie a maggiore porosità, differenza non osservata per le ife più sottili. Al contrario, non si sono osservate rilevanti differenze nella profondità e nella diffusione di penetrazione delle ife a comparti ingrossati fra le diverse linee. Lo sviluppo delle ife sottili è invece risultato inizialmente superiore nelle linee knock-out, ma nei tempi successivi eguagliato anche dal wt. In conclusione, le osservazioni paiono confutare l'ipotesi che K. petricola privata della melanina mostri una limitata capacità di penetrare nel substrato, che invece risulta influenzata dalla sua porosità e dalla plasticità morfologica del micelio. Ulteriori indagini potranno chiarire quanto il secondo fattore possa essere modulato in natura delle condizioni di stress degli ambienti di crescita.