Microbial colonization of benthic environments in Antarctica: responses of microbial abundances, diversity, and activity and larval settlement to natural or anthropogenic disturbances and search for secondary metabolites

Negli ambienti acquatici, la formazione di biofilm microbici (biofouling)costituisce  il primo step nell'insediamento e nella colonizzazione dei substrati da parte degli organismi bentonici. Essendo "hot-spots" di  biodiversità, i biofilm microbici dovrebbero essere una fonte di metaboliti secondari con potenziale biotecnologico. Il progetto ANT-Biofilm era finalizzato a valutare per la prima volta nella Baia di Terra Nova (Ross Sea, Antartide) la  struttura e la funzione delle comunità di biofilm (microbi e macrobenthos) e la loro risposta ai forzanti ambientali e/o antropici in ambienti estremi. Una parte interessante del progetto riguardava la caratterizzazione di ceppi di batteri e di attinomiceti isolati dal biofilm al fine di valutarne le potenzialità biotecnologiche come fonti di nuove molecole bioattive.

Obiettivo 1 Analisi fisico-chimiche e microbiologiche su acqua e biofilm (a cura dell'UO 1- CNR e UO 2- UniMessina).

Obiettivo 2 Possibili interrelazioni fra biofilm microbico e colonizzazione del macrobentos (a cura dell'UO3 UniGenova).

Obiettivo 3 Esplorare la capacità degli isolati microbici di produrre biofilm e metaboliti secondari e di secernere enzimi idrolitici (a cura dell'UO 4 UniInsubria)

Obiettivo 4 Caratterizzazione dei siti di studio per aspetti fisico-chimici, trofici e microbiologici (da parte di tutte le Unità Operative)

L'UO1 si è occupata del coordinamento delle attività su campo, insieme alla UO3 che ha curato il posizionamento delle strutture di colonizzazione montanti pannelli in PVC e polietilene (PE), grazie al supporto ENEA. Per l'Obiettivo 4 sono state condotte mediante sonda multiparametrica misure di temperatura, salinità, fluorescenza, pH; sono stati stimati il contenuto in nutrienti, l'abbondanza di batteri indicatori di contaminazione fecale, l'abbondanza procariotica totale, la sua frazione vitale e quella coltivabile eterotrofica. Le attività di ricerca relative all'Obiettivo 3 sono state condotte attraverso isolamento di ceppi batterici dal biofilm sviluppatosi sui pannelli PVC immersi a Nov 2017 a -5 m presso RB e PTS.

Obiettivi 1 e 4 Le attività relative all' Obiettivo 1 hanno riguardato analisi fisico-chimiche e  microbiologiche su acqua e biofilm (UO 1- CNR e UO 2- UniMessina). L'UO1 si è occupata anche del coordinamento delle attività su campo, insieme alla UO3 che ha curato il posizionamento delle strutture di colonizzazione grazie al supporto ENEA. Per l'Obiettivo 4 (caratterizzare i siti di studio per aspetti fisico-chimici, trofici e microbiologici), sono state condotte mediante sonda multiparametrica misure di temperatura, salinità, fluorescenza, pH; sono stati stimati il contenuto in nutrienti, l'abbondanza di batteri indicatori di contaminazione fecale, l'abbondanza procariotica totale, la sua frazione vitale e quella coltivabile eterotrofica.

La capacità di produrre biofilm dei batteri isolati da acqua,esaminata dall'UO 2- UniME, appare maggiore nella stazione RB impattata dai reflui del depuratore rispetto a PTS, ed aumenta a 12 mesi rispetto a 9 mesi. I ceppi isolati da -20m hanno maggiore capacità di formare biofilm rispetto a quelli da -5m. I profili di suscettibilità agli antibiotici e le percentuali di resistenza/sensibilità dei batteri isolati dall'acqua (UO2) mostrano % di resistenza compresa tra 62,73 (RB-20m) e 72,16% (TB-20m) del totale, quella dei batteri sensibili tra 26,09% e 17,05% negli stessi siti. Il riscontro di elevate antibiotico-resistenze in ceppi isolati da zone prossime alla base Zucchelli conferma la relazione con la presenza umana. Tuttavia, batteri resistenti agli antibiotici sono stati isolati anche da TB e AG, suggerendo la presenza di un "resistoma" naturale anche in siti non esposti a contaminazione.

Le comunità fitoplanctoniche presentano valori variabili tra 85 (2.a campagna, sito AG) e 1.209 x 10^3 cell/L (1.a campagna, sito RB). Durante il primo anno le stazioni PTS e RB a distanza di circa due mesi (Nov 2017 e Gen2018) mostrano le concentrazioni fitoplanctoniche più elevate in assoluto. Durante la prima campagna specie di microalghe diverse da Diatomee e Dinoagellate, classificate come "altre" rappresentano la componente più abbondante(5,9-85,8%), mentre le Dinoagellate(0,1-24,4%) sono importanti solo in RB5. Le Diatomee (10,8-94,0%) raggiungono % molto elevate nei siti PTS e RB (secondo campionamento). Nella seconda campagna la composizione della comunità è molto diversa, con Diatomee dominanti(66,7-99,4%) rispetto a Dinoagellate(0,2-31,0%) ed "altre" microalghe(0,4-15,5%) e  con percentuali più elevate nel sito RB.  Le misure enzimatiche (leucin aminopeptidasi-LAP, beta glucosidasi BGLU e fosfatasi alcalina-AP) mostrano elevati tassi proteolitici in siti interessati dai reflui del depuratore (RB) e acque a bassa salinità (AG), confermando come i polimeri organici stimolino la degradazione microbica (Fig 23). La capacità della comunità microbica di utilizzare i substrati organici stimata su piastre Biolog  è maggiore nel sito RB a -20m, mentre il sito PTS a -20m presenta bassi livelli metabolici. Carboidrati ed amino acidi sono i composti più metabolizzati a -5m, mentre a -20m composti di Carbonio- Fosforo ed amino acidi. In tutti i siti si osserva attività metabolica verso acidi carbossilici e composti carboniosi complessi; nel sito PTS -20m le ammine non sono metabolizzate.

Matrice biofilm

L'abbondanza dei procarioti nel biofilm  mostra, come nell'acqua, maggiori concentrazioni nel sito RB rispetto a PTS, con picchi dopo 2.5 mesi; si osservano anche maggiori percentuali di cellule morte, ma nel sito PTS la frazione vitale aumenta dai 9 ai 12 mesi su PVC e PE. Cellule vitali sono presenti anche in TB e AG, specialmente su PE. In confronto al PE, il substrato PVC consente lo sviluppo di una abbondanza maggiore di batteri eterotrofi (Fig. 26), soprattutto in RB; sono stati isolati nella 1.a campagna 108 ceppi (90 da PVC, 18 da PE), nella 2.a 224 ceppi (189 da PVC, 35 da PE), Riguardo alla capacità degli isolati di produrre biofilm, il substrato PE sembra favorire maggiormente la colonizzazione rispetto a PVC. Gli antibiogrammi e le percentuali di resistenza/sensibilità agli antibiotici dei batteri isolati da biofilm  mostrano una incidenza media di antibiotico resistenze (forte+intermedia, R+ I) maggiore rispetto agli isolati da acqua. I ceppi isolati da biofilm su PVC, in RB a -5m presentano percentuali di resistenza dal 36,7 al 56,8% che aumentano da 9 a 12 mesi. In Tethys Bay percentuali medie di resistenza più elevate sono osservate nel controllo TB-20m rispetto all' impatto AG-20m esposto a scioglimento. In sintesi, la natura del substrato sembra influenzare l'incidenza delle resistenze, ed emerge che: 1) La comunità microbica del biofilm su PVC presenta nella stazione impatto RB-5metri discrete percentuali di antibiotico resistenza già dopo 9 mesi, aumentando dopo 12 mesi; 2) I batteri isolati da biofilm cresciuto per 12 mesi su PVC nel sito AG mostrano maggiori percentuali di antibiotico resistenze rispetto al controllo TB. Il substrato PE rispetto al PVC sembra favorire la diffusione di antibiotico resistenze, suggerendo una maggiore capacità di adsorbimento di contaminanti (antibiotici) da parte di questo materiale. A maggiore profondità (RB -20 m vs -5 m) la % di batteri antibiotico resistenti risulta aumentata e su PVC dopo 12 mesi è maggiore rispetto ai ceppi isolati a 9 mesi.

La composizione della comunità microbica su PE e PVC (UO1, CNR-IRSA RM, dr. Fazi) è stata analizzata mediante CARD-FISH al microscopio ad epifluorescenza previa incubazione di porzioni di biofilm con sonde oligonucleotidiche specifiche  e calcolate le percentuali dei vari gruppi microbici rispetto all'abbondanza totale ottenuta mediante colorazione DAPI. La tecnica CARD-FISH ha consentito di caratterizzare la comunità microbica adesa ai substrati PVC e PE. Il dominio Bacteria rappresenta dall'82% al 92% del totale, con abbondanze dell'ordine di 10^6 cell/cm2 e con maggiori abbondanze su PE. Nella comunità del biofilm si riscontra una elevata diversità con dominanza dei Proteobatteri e soprattutto Alpha-Proteobacteria (27-37%) rispetto a Delta-, Gamma- e Beta-Proteobacteria (11, 12% e 8% rispettivamente). I Bacteroidetes costituiscono max il 17% del totale, mentre Actinobacteria e Firmicutes rispettivamente il 12.8% ed il 2%. La comunità nelle acque appare meno diversificata e dominata da Bacteroidetes. Differenze tra i siti si osservano principalmente per i Gamma-Proteobatteri, abbondanti in RB, stazione impattata dai reflui dalla base Zucchelli. La struttura 3D del biofilm è stata esaminata mediante microscopio confocale a scansione laser (CLSM) rivelando già dopo due mesi la formazione di un biofilm microbico complesso, spesso circa 15 mm e con superficie variegata. Per l'analisi della diversità microbica mediante High-throughput 16S rRNA gene sequencing il DNA è stato estratto sia da acqua (500 ml) che da biofilm (0.02 g) attraverso PowerSoil DNA Isolation Kit. L'indice di diversità di Shannon H' è compreso tra 4.8 e 5.9 per il biofillm, tra 2.8 e 2.9 per l'acqua, con maggiore diversità in numero di OTU per il biofilm  vs acqua (nel sito RB 4573 OTU in acqua, contro le 39224 del biofilm). Le comunità dell'acqua e dei biofilm nei due siti RB e PTS sono significativamente differenti. Infatti, nell'acqua i Bacteroidetes sono piùu abbondanti (70% delle OTU); gli Alpha-Proteobacteria costituiscono circa il 60% delle OTU nei biofilm, nell'acqua solo il 25%. I Bacteroidetes costituiscono il 9.6% delle OTU in RB ed il 16.1% in PTS. Il genere Polaribacter dei Bacteroidetes insieme a Psychroserpens ed Ulvibacter, risulta rappresentativo del phylum nell'acqua, mentre Lewinella è quello rappresentativo nel biofilm. Il genere Sulfitobacter degli Alpha-Proteobacteria si ritrova in acqua e biofilm, mentre Loktanella, Planktomarina e Amylobacter sono presenti maggiormente in acqua.

L'analisi quali-quantitativa della comunità microalgale del biofilm mediante metodo Utermohl mostra valori più elevati sui pannelli in PE (range: 5,7-6915,4 x 10^6 cell/cm2) rispetto al PVC (102,0-1013,4 x 10^6 cell/cm2). Inoltre, nel secondo anno le concentrazioni algali massime si raggiungono nella stazione RB su PVC e PE. Quanto alla composizione qualitativa, le comunità microalgali risultano prevalentemente costituite da Diatomee(66,7-99,4%) mentre Dinoagellate(0,2-31,0%) ed "altre" microalghe(0,4-16,6,0%) raramente raggiungono % significative. Rispetto alla matrice acqua la composizione tassonomica del biofilm evidenzia una minore diversità, con poche specie adattate a colonizzare il substrato.

Quanto al metabolismo microbico, su biofilm si riscontrano dopo 2.5 mesi tassi di attività enzimatica maggiore su PE rispetto a PVC; dopo 9 e 12 mesi l'attività raggiunge maggiori livelli su PVC e nell'area di Road Bay. La comunità microbica su PVC mostra attiva capacità di metabolizzare substrati organici nell'area di Road Bay nel sito RB a 5 m con incrementi da 9 a 12 mesi, mentre nell'area di Tethys Bay i livelli di attività metabolica risultano più elevati nel sito TB a -20 m. Il picco di attività metabolica si osserva già dopo 48 h di incubazione. Tranne per i siti RB-20 m e PTS-5m, su PE la comunità presenta minore attività metabolica che su PVC. Fonti di Carbonio complesse e composti C-P sono preferenzialmente metabolizzati in TB, mentre un metabolismo più diversificato si osserva in AG.

Riguardo all' Obiettivo 2 sono stati studiati l'abbondanza e diversità del macrobenthos sviluppatosi su pannelli di PVC e polietilene e valutate possibili correlazioni con i fattori fisico-chimici ambientali. Le strutture artificiali con i pannelli fissate durante la XXXIII campagna (2017-2018) sono state recuperate nella campagna successiva (2018-2019) dopo 12 mesi (Long-term experiment). Solo nell'area di Road Bay, sono state fissate 2 ulteriori strutture (frames) a -5 m, che sono state sostituite dopo 2,5 mesi (Febbraio 2018, Short-term experiment), in modo da ottenere indicazioni sui processi di colonizzazione estivi e invernali separatamente. Tutti i pannelli, indipendentemente dal tempo di immersione, sono stati fotografati appena recuperati; dopo aver prelevato e conservato in etanolo a 96° a -18°C la fauna visibile ad occhio nudo, essi sono stati sezionati per tutte le Unità Operative. Le parti rimanenti con il restante biofilm sono state asciugate all'aria e conservate a -18°C. In Italia, i pannelli sono stati lasciati asciugare all'aria, quindi è stata effettuata una documentazione fotografica per valutare la copertura % di ciascun pannello ed il colore del biofilm, indicativo della tipologia di copertura ad es. se sedimento o crescita algale. Per le analisi di copertura, le fotografie sono state elaborate mediante programma Imagej, calcolando prima l'area ricoperta da biofilm e poi eventuali strutture 3D di biofilm ("sovrapposte"). In RB nei pannelli a -5 m per 12 mesi, esposti a sedimentazione dalla colonna, lo strato di biofilm è circa 3 volte quello degli altri pannelli, con ricoprimento superiore al 100%. Anche per le analisi del colore il programma ImageJ ha permesso di ricostruire lo spettro in RGB; le parti di pannello non coperte da biofilm sono state scartate e gli istogrammi ottenuti raggruppati per valutare eventuali differenze per sito, profondità, tempo di immersione. Per identificare la macrofauna del fouling, si è proceduto tramite microscopio ottico prima ad a un'analisi fotografica di dettaglio, seguita da un conteggio diretto. All'elenco della macrofauna ottenuto sono stati aggiunti gli organismi conservati in etanolo, riferendo la densità degli individui ad 1 cm2. Per alcuni organismi sono stati allestiti preparati per la microscopia elettronica (stub), poi dorati e fotografati al SEM, consentendo di riconoscere a livello di specie alcuni esemplari. I dati relativi ai principali gruppi tassonomici (comunità del fouling) sono stati esaminati in base a siti e profondità. Nei siti RB e TB, a parità di tempo di immersione, a -5 m si sviluppa più biofilm rispetto a -20 m. Nel sito PTS invece il ricoprimento appare scarso, tranne a -5 m dopo soli 2,5 mesi. Il mancato recupero dei pannelli nel sito AG {5 m (andati dispersi) purtroppo non permette di trarre conclusioni generalizzate. Anche il grande ricoprimento nei pannelli nel sito RB -5 m dopo 12 mesi potrebbe essere dovuto alla forzata esposizione di un solo lato dei pannelli verso la colonna d'acqua sovrastante, a causa del ribaltamento degli stessi causato da correnti marine. L'andamento del processo di colonizzazione nei vari siti mostra che nei vari siti ed alle diverse profondità il peso del biofilm segue un andamento analogo a quello della copertura, tranne in PTS, in cui copertura e peso del biofilm presentano trends opposti, indicando che sul peso finale del biofilm incide significativamente la percentuale di organismi che pesano più dei frustoli di diatomee. I valori del numero degli individui macrozoobentonici, infatti, riflettono l'andamento dei valori del peso di biofilm.

Le analisi del colore del biofilm non rivelano differenze specifiche, se non per alcuni pannelli:

-I pannelli in PVC del sito PTS-5m dopo 2,5 mesi sono caratterizzati da un ricoprimento di colore verde brillante, forse dovuto ad una microalga con ricoprimento `a tappeto'.

-I pannelli del sito AG-20m (immersi per 12 mesi sotto il saracco di Amorphous Glacier a Tethys Bay) il cui colore grigiastro era dovuto al predominante accumulo di sedimento fine forse proveniente dal ghiacciaio, rispetto alle diatomee.

-I pannelli immersi per 12 mesi a RB, sia a -5 che a -20 m, sono caratterizzati da un marcato color giallognolo dovuto sia alle diatomee presenti che alla grande quantità di sedimento fine, decisamente diverso da quello di AG. Oltre al fatto che il fondale di Road Bay presenta un sedimento più fine degli altri siti di studio (tutti promontori a scogliera), anche dallo scarico del depuratore proviene del sedimento fine.

Road Bay è una baia inquinata, dove la scarsa circolazione e la presenza di scarichi organici potrebbero spiegare la proliferazione di diatomee e di nematodi sui pannelli. gli arpacticoidi sono grazers che dipendono per il loro sostentamento dalla copertura algale, tranne che nel sito PTS -5 m dopo 2,5 mesi in cui la ridotta pressione di grazing spiegherebbe la presenza di biofilm algale intatto. Ciò potrebbe dipendere dal mancato raggiungimento del climax (=equilibrio in una successione ecologica) in cui si osserva lo sviluppo di grazers ed aumenta la produzione secondaria. Lo sfasamento tra produttori e consumatori non risulta invece distinguibile dopo 9 e 12 mesi, essendo mascherato dalla variabilità annuale. Gli ostracodi mostrano con i nematodi abbondanze maggiori in RB dopo 9 e 12 mesi, suggerendo marcata eutrofizzazione dovuta allo scarico dei reflui; in realtà si tratta di un artefatto attribuibile al distacco e caduta dei pannelli sul fondo. In questo caso, anzichè ad una reale colonizzazione dei pannelli, si è assistito ad una deposizione di materiale detritale dalla colonna d'acqua, che ha causato un aumento del biofilm e del sedimento aderitovi, attirando i consumatori. Questa ipotesi appare avvalorata dalla presenza di questi gruppi anche in siti con acque pulite (AG e TB). Un risultato interessante è l'assenza quasi totale di ostracodi e nematodi nel sito PTS, fortemente povero per produttività primaria e secondaria. Nel sito PTS dopo 2,5 mesi non sono presenti bivalvi, suggerendo come l'insediamento dei loro stadi larvali (veliger) avvenga a fine estate. La comunità bentonica presente sui pannelli rimasti immersi durante l'inverno appare povera in Sabellidi ed Idrozoi. I gasteropodi sono vagili e sembrano essere stati attratti, da fine estate in poi, dalla presenza di cibo, come indica la loro presenza in PTS e RB a 9 e 12 mesi, ma soprattutto la loro assenza dopo 2,5 mesi; inoltre sembrano preferire siti puliti, vista la loro bassa abbondanza in RB -5m a 12 mesi. Nel sito PTS si osserva una scarsa produttività, tranne per Sabellidi, Idrozoi e gasteropodi, questi ultimi qui ben rappresentati. A RB -5 m mancano o sono poco abbondanti i filtratori (Sabellidi, Brachiopodi, Idrozoi,Spugne), soffrendo forse l'eccessiva sedimentazione dalla colonna, quando i pannelli avevano la faccia rivolta verso l'alto. I restanti siti (RB-20, TB-5, TB-20 e AG-20), con acque più trasparenti probabilmente favoriscono  organismi fitratori come Brachiopodi e Bivalvi. Una osservazione a parte riguarda il reclutamento di Adamussium colbecki, avvenuto solo nei siti a -20 m e quello del Brachiopode Craniata sp. e della spugna Stylocordyla chupachups che permetteranno una nuova descrizione morfologica di specie bentoniche.

Riguardo all' Obiettivo 3, per esplorare la capacità degli isolati microbici di produrre biofilm e metaboliti secondari e di secernere enzimi idrolitici sono stati isolati ceppi batterici dal biofilm sviluppatosi sui pannelli PVC immersi a Nov 2017 a -5 m presso RB e PTS. Nella prima campagna, dai biofilms raccolti dopo 2,5 mesi sono state isolate 82 colonie, 17 con morfologia di attinomiceti filamentosi e 8 di funghi filamentosi, mentre le rimanenti classificate come batteri. Nella seconda campagna (Nov-Dic 2018) campioni di biofilm sono stati seminati nelle migliori condizioni di isolamento della prima campagna (TQ, ISP4 e Marine agar, incubazione a RT e 4°C, nessun trattamento) ed isolate 64 colonie (Fig. 55). Sono stati isolati 146 ceppi, di cui 28 attinomiceti filamentosi e 10 funghi filamentosi. Tutti gli isolati crescono sia a RT che 4°C ed il 28.1% come alofili obbligati. Per identificare i microrganismi con maggiori potenzialità come produttori di enzimi idrolitici di potenziale interesse biotecnologico e/o industriale, sono stati condotti saggi per attività proteasica, lipasica, amilasica, cellulasica e chitinasica. Sui 146 isolati, 92 (63%) di cui 22 attinomiceti (78.6% degli attinomiceti) e 9 funghi (90% dei funghi) hanno presentato almeno una attività. Allo stesso screening sono stati sottoposti anche 40 batteri isolati da RB -20 m in Gen 2018 da UO2, di cui 39 (97.5%) sono risultati attivi per almeno un saggio di idrolisi enzimatica: 33 positivi per attiv. proteasica, 38 lipasica, 14 amilasica, nessuno per chitinasica o cellulasica. Questo studio rappresenta un patrimonio di informazioni utili per caratterizzare alcuni potenziali microrganismi estremofili ed enzimi resistenti ad alte concentrazioni saline e con buone attività a basse temperature. Uno screening per identificare attività enzimatiche ossidative laccasiche e/o perossidasiche utili per degradare composti recalcitranti,  stato condotto su terreno MAM  in presenza di ABTS o Azure B. Dei 40 isolati marini, 17 sono risultati positivi al saggio su ABTS e 11 su Azure B. Dei 146 isolati da biofilm, 8 sono positivi su ABTS (5 funghi e 1 attinomicete), mentre 9 isolati (5 funghi e 2 attinomiceti) hanno attività su Azure B. Gli isolati batterici positivi sono stati poi coltivati in terreno liquido LB + 2% NaCl.  Cinque batteri marini hanno mostrato attività su ABTS, catecolo, 2,6-DMP e Azure B. Gli isolati da biofilm, attivi nello screening iniziale e a crescita filamentosa (noti produttori di attività ossidative), coltivati in SSC solo i surnatanti di 4 funghi hanno mostrato attività su almeno un substrato. Per la produzione di metaboliti antibatterici e antifungini sono stati testati solo attinomiceti e funghi filamentosi, principali produttori di metaboliti secondari.  Sette attinomiceti con attività su B. subtilis sono stati poi coltivati in V6 e SSPM; tutti sono cresciuti in modo ottimale su SSPM e hanno mostrato attività su S. aureus. Brodocoltura e surnatante del ceppo 255S hanno generato aloni d'inibizione anche verso E. coli e P. tomato. Nessun isolato ha mostrato attivita' antifungine. I profili di resistenza agli antibiotici degli isolati hanno fornito informazioni oltre utili che sulla diffusione di antibiotico-resistenze anche per la ricerca di molecole antibatteriche. Per valutare possibili antibiotico-resistenze, i 136 isolati (tranne i funghi) sono stati piastrati in presenza di molecole antibatteriche: 90 isolati (66.2%) si sono rivelati resistenti almeno ad uno degli antibiotici utilizzati. Per tutte le classi di antibiotici è stato osservato un maggior numero di microrganismi resistenti nel sito RB, a dimostrazione dell'inuenza dell'impatto antropico sulla diffusione di resistenze batteriche.

Articoli su riviste scientifiche

1)Caruso G., Azzaro M., Dell'Acqua O., Lo Giudice A., Fazi S., Caroppo C., Azzaro F., La Ferla R., Maimone G., Laganà P., Marinelli F., Berini F., Marcone G.L., Pichon G.,Chiantore M. (2018) THE ANT-BIOFILM PROJECT (PNRA): Biological colonization of Antarctic coastal sites and biotechnological prospecting. Biologia Marina Mediterranea, 25 (1): 267-268 Finanziato per il 100% da PNRA16 00105 (ANT-Biofilm)

2)Caruso G., Azzaro M., Dell'Acqua O., Lo Giudice A., Fazi S., Caroppo C., Azzaro F., La Ferla R., Maimone G., Laganà P., Marinelli F., Berini F., Binda E., Raffa F.,Chiantore M. (2019) Microbial response to anthropic and natural forcings in two coastal Antarctic sites (Ross Sea). Biologia Marina Mediterranea, 26 (1): 379-380 Finanziato per il 100% da PNRA16 00105 (ANT-Biofilm)

3)Laganà P., Caruso G.,  Corsi I., Bergami E., Venuti V., Majolino D., La Ferla R., Azzaro M., Cappello S. (2019) Do plastics serve as a possible vector for the spread of antibiotic resistance? First insights from bacteria associated to a polystyrene piece from King George Island (Antarctica). International Journal of Hygiene and Environmental Health, 222: 89-100 . https://dx.doi.org/10.1016/j.ijheh.2018.08.009. Finanziato per l'80% da PNRA14_00090 (PLANET); per il 10% da PNRA16_00105 (ANT-BIOFILM) e per il 10% da PNRA 16_00075 (nanoPANTA)https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2018.08.009.

4)Lo Giudice A., Caruso G., RIzzo C., Papale M., Azzaro M. (2019) Bacterial communities versus anthropogenic disturbances in the Antarctic coastal marine environment. Environmental Sustainability, 2: 297-310. https://doi.org/10.1007/s42398-019-00064-2 Finanziato da PNRA (PNRA16 00020, progetto P3 per il 50%) e da PNRA16 00105 (progetto ANT-Biofilm per il 50%)

5)Caruso G (2019) Microplastics as vectors of contaminants. Marine Pollution Bulletin, 146: 921-924. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2019.07.052Finanziato per il 100% da PNRA16 00105 (ANT-Biofilm)

6)Caruso G (2020) Microbial Colonization in Marine Environments: Overview of Current Knowledge and Emerging Research Topics. Journal of Marine Science and Engineering (MDPI), 8, 78; doi:10.3390/jmse8020078 Finanziato per il 100% da PNRA16 00105 (ANT-Biofilm project).

7) Cappello S., Caruso G., Bergami E., Macrì A., Venuti V., Majolino D., Corsi I. (2021). New insights into the structure and function of the prokaryotic communities colonizing plastic debris collected in King George Island (Antarctica): preliminary observations from two plastic fragments. Journal of Hazardous Materials, 4141; 125586. DOI 10.1016/j.jhazmat.2021.125586  Finanziato per il 70% da PNRA \Plastic in Antarctic Environment" (PLANET, PNRA 14 00090) e per il 30% da PNRA16 00105 (ANT-Biofilm)

8)Caruso G., Papale M., Azzaro M., Rizzo C., Laganà P., Lo Giudice A.  (2022). Antarctic sponge homogenates as a source of enzymes and antibacterial substances. Polar Biology, 45: 895-207.https://doi.org/10.1007/s00300-022-03042-3. Finanziato per il 50% da “Antarctic Porifera: hot-spots for Prokaryotic diversity and biotechnological Potentialities (P³)” Grant number PNRA16_00020; per il 50% da “Microbial colonization of benthic ANTarctic environments: responses of microbial abundances, diversity, activities and larval settlement to natural or anthropogenic disturbances and search for secondary metabolites (ANT-Biofilm)” Grant number PNRA16_00105. 

9)Caruso G, Dell’Acqua O, Caruso R, Azzaro M (2022) Phenotypic characterization of bacterial isolates from marine waters and plastisphere communities of the Ross Sea (Antarctica). J Clin Microbiol Biochem Technol 8(1): 001-009. DOI: 10.17352/jcmbt.000048. Finanziato per il 100% da PNRA16_00105 (ANT-Biofilm)

10)Caroppo, C.; Azzaro, M.; Dell’Acqua, O.; Azzaro, F.; Maimone, G.; Rappazzo, A.C.; Raffa, F.; Caruso, G. (2022). Microbial Biofilms Colonizing Plastic Substrates in the Ross Sea (Antarctica). J. Mar. Sci. Eng., 10, 1714. https://doi.org/10.3390/ jmse10111714. Finanziato per il 100% da PNRA16_00105 (ANT-Biofilm)

11)Bisaccia M., Binda E., Rosini E., Caruso G., Dell'Acqua O., Azzaro M., Laganà P., Tedeschi G., Maffioli E.M., Pollegioni L., Marinelli F. A novel promising laccase from the psychrotolerant and halotolerant Antarctic marine Halomonas sp. M68 strain. Frontiers in Microbiology, under review

12)Fazi S., Severini M., Scarinci R., Dell'Acqua O., Azzaro M., Venuti V., Fazio B., Fazio E., Crupi V., Irrera A., Papale M., Rizzo C., Lo Giudice A., Caruso G. Structure and microbial diversity of biofilm microbial communities colonizing plastic substrates in Terra Nova Bay (Antarctica), in preparation