Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

ERC

PIMCYV — Risultato in breve

Project ID: 203406
Finanziato nell'ambito di: FP7-IDEAS-ERC
Paese: Israele

Svelate le interazioni microfagiche

I cianobatteri rappresentano un componente importante del fitoplancton marino e contribuiscono in larga misura alla loro crescita negli oceani. Comprendere i meccanismi che consentono a questi microorganismi di influenzare l’ecologia microbica costituisce un aspetto di fondamentale importanza per l’ecosistema.
Svelate le interazioni microfagiche
I virus batterici, noti con il nome di fagi, influenzano numerosi aspetti dei processi microbici, tra cui la dinamica delle popolazioni, la diversità e l’evoluzione dei rispettivi ospiti. Per sopravvivere e propagarsi, i fagi gestiscono i processi metabolici degli ospiti, mentre questi ultimi avviano numerosi meccanismi di difesa allo scopo di superare le infezioni. Sebbene rappresentino elementi cruciali per la diversità e l’evoluzione, le interazioni fisiologiche tra gli ospiti e i fagi durante un’infezione rimangono ampiamente sconosciute.

Per colmare questo vuoto, il progetto PIMCYV (Physiological interactions between marine cyanobacteria and their viruses), finanziato dall’UE, ha utilizzato i cianobatteri marini come sistema modello studiando i cianofagi che causano le infezioni. Attraverso l’adozione di un metodo sperimentale basato sull’evoluzione, gli scienziati hanno selezionato un gruppo di cianobatteri resistenti alle infezioni causate dalla famiglia di virus podoviridae di tipo t7. Un sequenziamento dell’intero genoma ha consentito di identificare le mutazioni che conferivano resistenza.

Questi fenomeni sono stati individuati in singole isole genomiche ipervariabili presenti principalmente in geni non conservati e trasferiti orizzontalmente. Di conseguenza, i virus presentavano una capacità ridotta di fissarsi ai cianobatteri mutanti dovuta principalmente alle proprietà modificate delle superfici delle cellule.

È interessante notare che queste mutazioni causavano crescite batteriologiche più lente o la presenza di batteri con ipersensibilità ad altri virus, imponendo, in tal modo, un fitness cost per l’ospite. Ciononostante, numerosi ceppi resistenti sono stati in grado di migliorare nel tempo il proprio tasso di crescita e di restringere il campo di resistenza. I ricercatori hanno osservato che i fagi presentavano raramente contromutazioni che consentivano loro di contagiare nuovamente gli ospiti resistenti. Al contrario, questi microorganismi sembravano essere in grado di sostenere una coesistenza a lungo termine negli ospiti attraverso il metodo di host-switching passivo.

Nel complesso, i risultati dello studio PIMCYV hanno rivelato che i fagi presenti nei cianobatteri fungono da pressione selettiva in grado di potenziare le diversità dei geni presenti sulle superfici delle cellule. Tale fenomeno influenza a sua volta le dimensioni effettive delle popolazioni di ospiti prese di mira dai fagi, conducendo in tal modo alla nascita di una rete dinamica di interazioni.

Informazioni correlate

Keywords

Fago, cianobatteri, ecologia, evoluzione, mutazione, fitness