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L’interazione molecolare nella simbiosi

Il batterio Pectobacterium cerotovorum causa il marciume molle nella frutta e negli ortaggi. A causa dell’aggiunta di un solo gene esso può ora vivere nell’intestino di un moscerino della frutta.
L’interazione molecolare nella simbiosi
P. carotovorum ECC15, un nuovo ceppo, ha un gene raro, il fattore di virulenza Erwinia (EVF). Questo gene, che costituisce una rara interazione, permette al batterio di sopravvivere nell’intestino medio del moscerino. Dal momento che queste relazioni simbiotiche possono svolgere ruoli importanti – dall’acquisizione dei nutrienti alla protezione contro i predatori – lo studio di queste affascinanti relazioni potrebbe far luce su importanti sistemi di segnalazione.

Il progetto BACTINSECT (Molecular mechanisms in the establishment of disease transmission by invertebrate vectors) ha studiato i meccanismi molecolari alla base di interazioni monospecifiche batterio-ospite.

La struttura cristallina di EVF era stata già determinata, ma la mancanza di caratterizzazione biochimica ha ostacolato ulteriori progressi. Il team BACTINSECT ha ideato un modo per vedere in che modo EVF agisce sulle larve di Drosophila melanogaster. Le larve che si nutrivano di P. carotovorum ECC15 wild-type mostravano uno sviluppo ritardato rispetto alle larve con il batterio con EVF.

In un’attività collaborativa i ricercatori hanno indagato anche il ruolo del cosiddetto quorum sensing (QS), la comunicazione chimica tra cellule batteriche nelle interazioni. Il QS potrebbe svolgere molti ruoli nella fitness batterica e potrebbe addirittura contribuire alla tolleranza allo stress ossidativo.

Il fitopatogeno P. wasabiae ha due reti di segnalazione cellula-cellula che controllano l’espressione degli enzimi che degradano la parete delle cellule delle piante e sono fondamentali per la sua patogenicità. I risultati della ricerca hanno rivelato che nelle comunità batteriche miste P. wasabiae può avvalersi delle molecole di segnalazione di altre specie per produrre piccoli RNA regolatori responsabili della virulenza.

La simbiosi è un processo adattativo importante che permette ai batteri di colonizzare ambienti molto diversificati, inclusi luoghi normalmente proibitivi per altre forme di vita in termini, per esempio, di temperatura e pH. Studiare i meccanismi molecolari alla base di queste delicate interazioni potrebbe aiutarci a comprendere le condizioni necessarie all’infezione nella malattia umana e fornire strategie di controllo per i fitopatogeni.

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Keywords

Simbiosi, Pectobacterium carotovorum, fattore di virulenza Erwinia, quorum sensing, malattia umana