Il modo di batteri e fagi di evolvere insieme
La "corsa agli armamenti" evolutiva tra parassiti e loro ospiti può avere conseguenze di ampia portata per l'ecologia, l'agricoltura e la medicina. Ciò è particolarmente vero per i batteri e i batteriofagi che li infettano e si riproducono al loro interno. I fagi sono onnipresenti in natura, e sono utilizzati come antibiotici, mentre i batteri hanno un ruolo cruciale nel funzionamento degli ecosistemi. Il progetto SOILCOEV ("Coevolution between bacteria and phages in soil: Ecological and genetic bases of its specificity") ha analizzato in che modo è mantenuta la relazione evolutiva tra batteri e fagi. Sono stati utilizzati due differenti approcci per studiare in che modo ospite e parassita evolvono insieme nell'ambiente naturale. Gli scienziati hanno inoculato e studiato un ecosistema sterilizzato e semplificato (noto come microcosmo). Ciò è stato fatto utilizzando il sistema coevolutivo ben noto di Pseudomonas fluorescens SBW25, e un fago virulento ad esso associato, entrambi con e senza la naturale comunità microbica. I risultati indicavano che la variazione genetica non era limitata da una mancanza di evoluzione, dal momento che l'ambiente del suolo, la presenza dei fagi e la comunità microbica agiscono per rafforzare la selezione. I ricercatori hanno studiato anche in che modo i fagi interagiscono con il resto della comunità naturale virale e microbica nel terreno per guidare l'evoluzione di P. fluorescens SBW25. Dopo 48 giorni i tassi di mutazione di P. fluorescens sono stati analizzati, rivelando che le interazioni tra i virus e il resto della comunità microbica del terreno giocavano un ruolo minore nella guida dell'evoluzione. Ulteriori esperimenti tra batteri wild type e mutanti nel terreno suggerivano che altri fattori nell'ambiente del terreno potrebbero essere responsabili della selezione di tassi di mutazione relativamente bassi. Questi risultati potrebbero spiegare perché batteri con alti tassi di mutazione si trovano nel terreno con frequenze relativamente ridotte, ma a frequenze molto più alte nei laboratori e nelle infezioni cliniche. L'aumentata disponibilità di risorse ha portato a una maggiore resistenza dei batteri ai fagi, ma senza un conseguente aumento dell'infettività dei fagi o modifica della coevoluzione. Ciò suggerisce che i fagi potrebbero essere meno efficaci nel controllare densità e comunità batteriche in ambienti stabili con elevati livelli di risorse. SOILCOEV ha fornito preziose conoscenze sul modo in cui i batteri e i fagi si evolvono insieme negli ambienti naturali. Ciò darà agli scienziati una più chiara comprensione della relazione tra ospiti e loro parassiti a livello microbico.
Parole chiave
Pseudomonas fluorescens, SBW25, parassita, ospite, batteri, fago, coevoluzione, ambiente del terreno, comunità microbica
