CIRCLES TURNS BLUE: marine microbiome stories at the Ancona Blue Life Fest

written by Grazia Quero

After its kick start in Rimini, the initiative Sailing for Blue Life made a second stop in the Adriatic Sea to promote the preservation of the marine ecosystems during the 2-days event Ancona Blue Life Fest. During this second stop, held between June 26^th and 27^th 2021 in Ancona, a research team from CNR-IRBIM, including Gian Marco Luna, Grazia Quero and Marco Basili who are all actively involved in CIRCLES, promoted the research activities of the CIRCLES project and more specifically, the “hidden world” of marine microbiomes. The event took place at the Stamura Sailing School which is located in the Mole Vanvitelliana, a beautiful historical building in the city centre. The initiative was organized by Fondazione Cetacea, Aganoor and Unavelaper and aimed at promoting the participation of citizens in the preservation of the marine environment through a direct experience with scientists and their research activities. Just like the Rimini event, sampling campaigns on board of a sailing boat and a catamaran were organized to give people insights into the activities of marine scientists and unveil the secrets of microbial life in the sea.

Dopo l’avvio tenutosi a Rimini il 9 Giugno scorso, l’iniziativa Sailing for Blue Life realizza una seconda tappa adriatica per promuovere la salvaguardia degli ecosistemi marini durante le due giornate dell’evento Ancona Blue Life Fest. Durante questa seconda puntata di Sailing for Blue Life, tenutasi il 26 e il 27 Giugno 2021, il gruppo di ricerca CNR-IRBIM (Gian Marco Luna, WP6 leader, Grazia Quero e Marco Basili, ricercatori presso lo stesso Istituto attivamente coinvolti in Circles) hanno parlato delle attività di ricerca del progetto CIRCLES, e più in dettaglio, del mondo dei microbiomi marini, all’interno della Scuola Vela Stamura, la cui sede si trova all’interno della storica Mole Vanvitelliana, localizzata nel centro della città. L’iniziativa, organizzata da Fondazione Cetacea, Aganoor e Unavelaper, si propone di promuovere la partecipazione dei cittadini in attività legate alla salvaguardia del mare attraverso un’esperienza diretta con i ricercatori e le loro attività di ricerca. Come per la tappa di Rimini, anche la seconda tappa dell’evento ha organizzato dei tour in barca da vela e catamarano per i cittadini, allo scopo di condividere con il team scientifico le attività di campionamento dei microbi marini finalizzate a scoprire i segreti della vita microbica in mare.

On the first day, Saturday 26^th June, a press conference was held by the organizers, representatives of local authorities & institutions and Gian Marco to present the main aims of the event, including the activities within CIRCLES.

Durante la prima giornata, alla Scuola Vela Stamura, si è tenuta una conferenza stampa con gli organizzatori, rappresentanti delle autorità ed istituzioni locali e Gian Marco Luna, che ha brevemente presentato il progetto CIRCLES e le attività da svolgersi insieme ai cittadini previste nelle due giornate dell’evento.

The press conference on Saturday 26^th June at the Stamura Sailing School

The organizing team, families with kids and CIRCLES scientists then boarded on a sailing trip. Onboard of the catamaran, scientists spoke to children and parents about the importance of microorganisms in the sea, not only for marine life but also for the entire planet, including humans. Their role in tangible aspects of life was explained, such as microbes as important producers of oxygen. A particular emphasis was given in clarifying how the ocean is full of “good” microbes and that “bad” ones are only a part of them.

All’escursione in barca a vela e catamarano hanno preso parte alcuni bambini, ragazzi ed adulti insieme agli organizzatori e al team scientifico CIRCLES di CNR-IRBIM. Durante l’escursione, i ricercatori hanno spiegato l’importanza della vita “invisibile” del mare, e come i microrganismi siano fondamentali non solo per la vita marina ma anche l’intero pianeta, incluso l’uomo. A questo scopo, sono stati sottolineati gli aspetti maggiormente tangibili dei benefici che i microrganismi apportano alla vita sulla Terra, come ad esempio il loro ruolo nel produrre l’ossigeno che respiriamo, ed è stata data particolare enfasi all’idea che gli oceani sono ricchi di microrganismi “buoni”, di gran lunga più abbondanti di quelli “cattivi”.

The first activity onboard was the release of a young marine turtle, named Jacopo, who was previously recovered by the Fondazione Cetacea (see here for the video recording). Before releasing the turtle back into the sea, the scientific team showed their audience how to collect samples from living marine organisms and explained the relevance of conducting such studies. For Jacopo, this meant that the scientists used sterile swabs to collect samples of his skin and carapace.

Durante l’escursione, la prima attività svolta ha riguardato il rilascio in mare della piccola tartaruga marina Jacopo, precedentemente recuperata e curata da Fondazione Cetacea. Prima del suo rilascio, il team scientifico ha mostrato ai partecipanti come raccogliere campioni di pelle e carapace di tartaruga utilizzando tamponi sterili, spiegando ai partecipanti la potenza dello studio dei microbiomi e come eseguire il campionamento del microbioma da organismi marini viventi.

Afterwards, the participants got to try their hand at a typical seawater sampling. They experimented with common marine research instruments, i.e. a Niskin bottle to collect microbiome samples and a CTD multiparametric probe to measure the main physio-chemical seawater variables. With the help of the researcher team they collected seawater samples and several environmental metadata at five different stations, around 500 m off the coast, along a putative trajectory of anthropogenic impact that stretches from the coasts of Portonovo bay (an area which is currently under consideration to become a Marine Protected Area in the near future) to the city harbor. They collected both surface and 5 m-deep samples. These specific sampling stations were selected with the aim to allow participants to understand the changes in the marine microbiome composition that occur in response to different levels of human impact, including tourism, boat traffic, industries and urbanization.

Successivamente, i partecipanti hanno preso parte a una tipica attività di campionamento di acqua di mare utilizzando alcuni dei più comuni strumenti di ricerca marina, ovvero una bottiglia Niskin e una sonda multiparametrica CTD. Sia i partecipanti che il team hanno raccolto campioni di acqua di mare e diversi metadati ambientali in cinque stazioni a 500 m dalla costa, lungo un presunto gradiente di impatto antropico, dalle coste della baia di Portonovo (un sito attualmente in valutazione come parte di una possibile Area Marina Protetta) al porto della città e raccogliendo campioni superficiali e a 5 m di profondità. La scelta di tali stazioni di campionamento è stata finalizzata a svelare la composizione del microbioma marino e dei suoi cambiamenti in risposta a diversi livelli di impatto umano, in termini di turismo, traffico nautico, industrie e altre possibili fonti di inquinamento.

Once back at the Stamura Sailing School, the scientific team and the participants (both kids and adults) joined an interactive laboratory session aimed at showing and explaining, in simple terms, some examples of analyses that marine microbiologists commonly perform to study the marine microbiome. Since the use of a microscope was not allowed due to safety issues, several microscope images were shown to make the participants aware of how microorganisms look under the lens of a microscope. Thereafter, the group performed a classical microbiological analysis. Each participant plated seawater samples on an agar plate and received a corresponding code. For safety reasons, a generic, non-toxic medium was used for this activity (marine agar). The plates were then incubated at the CNR labs and after a couple of days, images were sent to the participants to let them see how microbes had grow on their plates.

Moreover, during the laboratory session, basic steps of DNA extraction with a DNA-extraction kit and simple concepts of DNA analysis through sequencing were shown and explained.

Una volta rientrati presso la Scuola Vela Stamura, il team scientifico e i partecipanti (ragazzi che adulti) hanno partecipato a una sessione di laboratorio interattivo, volta a mostrare e spiegare, in termini semplici, alcuni esempi di analisi che comunemente i microbiologi marini eseguono per studiare il microbioma del mare. In primo luogo, poiché l’uso del microscopio non era consentito a causa di problemi di sicurezza, sono state mostrate diverse immagini al microscopio per rendere consapevoli i partecipanti di come questi minuscoli organismi invisibili appaiano sotto la lente di un microscopio. Successivamente, il gruppo ha eseguito un’analisi classica in microbiologia, ovvero il “plating” di campioni di acqua di mare su piastre di agar, ciascuno con il proprio campione e la propria piastra; ad ogni piastra è stato assegnato un nominativo personale. Per motivi di sicurezza, per questa attività, è stato utilizzato un terreno generico e non tossico (“marine agar”). Le piastre sono state quindi incubate presso i laboratori del CNR e le immagini di ciascuna piastra sono state inviate ai partecipanti dopo un paio di giorni dall’evento per mostrare la crescita dei microrganismi su questo tipo di terreno.

Inoltre, sono state mostrate le fasi fondamentali dell’estrazione del DNA da campioni di acqua di mare utilizzando un kit di estrazione del DNA e sono state anche spiegate e mostrate semplici nozioni sull’analisi del DNA attraverso il sequenziamento per studiare i microbiomi marini.

On the afternoon of Sunday 27^th, as part of the Ancona Blue Life Fest, a public event was held to disseminate the objectives of several research projects related to marine life health. By talking about the aims and activities of these scientific projects, the objective was most and foremost to raise the public’s awareness of what science is currently doing and intends to do in the near future to preserve the marine environment. Gian Marco, Grazia and Marco also participated in this series of seminars in the afternoon. Gian Marco presented the CIRCLES project and introduced the audience into its objectives and strategies. Furthermore, he presented its first outcomes and explained how CIRCLES will help to sustainably exploit marine resources and preserve the marine ecosystem.

Nel pomeriggio di domenica 27, nell’ambito dell’Ancona Blue Life Fest, si èinfine svolto un evento pubblico per diffondere gli obiettivi di diversi progetti di ricerca legati alla salute della vita marina. L’obiettivo di questo evento è stato quello di condividere le finalità e le attività dei progetti scientifici per sensibilizzare il pubblico riguardo agli attuali studi scientifici e gli obiettivi che la ricerca si propone per il prossimo futuro per preservare l’ambiente marino. Gian Marco, Grazia e Marco hanno partecipato al pomeriggio del seminario; Gian Marco ha presentato gli obiettivi e le strategie del progetto CIRCLES e il suo potenziale per sfruttare in modo sostenibile le risorse marine e preservare l’ecosistema marino.

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