Il lavoro si è sviluppato a partire dalla scoperta, effettuata da parte del dott. Alfano, di una tossina proteica, all'interno di un patogeno vegetale, tale tossina è stata trovata anche in parecchi patogeni animali, compresi quelli che causano la difterite ed il colera.

Questa scoperta ha aperto un percorso di ricerca completamente nuovo, utile per tentare di comprendere il meccanismo alla base dell'immunità naturale delle piante, riferisce Alfano, il quale lavora nell'equipe “Iniziativa di Scienze delle Piante” presso l'Università di Lincoln - Nebraska (UNL).

“Per quanto le piante e gli animali siano organismi tra loro differenti”, spiega Alfano, “essi condividono alcune componenti molecolari per difendersi contro gli invasori esterni”.

La sua ricerca si focalizza su un criterio utilizzato sia dai patogeni vegetali, che animali chiamato “sistema di secrezione di una proteina di tipo III” ("a type III protein secretion system"). Per infettare una pianta i patogeni iniettano più di 30 proteine differenti nelle cellule vegetale, utilizzando questo sistema, il quale assomiglia a qualcosa di simile ad una siringa microscopica. Una volta dentro la cellula vegetale la miscela di proteine tossiche agisce come uno scassinatore, tagliando i fili che conducono al sistema domestico di allarme, disabilitando il sistema di difesa, per impedirgli di “chiamare rinforzi” e abilitando gli invasori ad entrare senza impedimenti.

L'equipe di Alfano ha scoperto che una delle proteine, denominata “Hop U1”, crea scompiglio nel sistema immunitario della pianta una volta iniettata da parte del batterio fito-patogeno Pseudomonas syringae. Questa azione di disturbo aiuta i patogeni ad infettare la pianta ospite. I ricercatori hanno trovato che la “Hop U1” è un tipo di proteina enzimatica, una “ADP-ribosil-transferasi”, che non era mai stata trovata nei patogeni delle piante. Questo tipo di proteina è stata trovata anche negli organismi patogeni, che causano malattie umane del tipo del colera e della difterite.

Dopo aver identificato la proteina “Hop U1”, come una delle proteine iniettate, Alfano ha incominciato a studiare le componenti della pianta che erano il bersaglio dell'azione di questa proteina infettante, poichè lì doveva trovarsi la chiave per identificare nuove componenti del sistema di difesa della pianta.

L'articolo pubblicato su “Nature”, come puntualizza l'autore del comunicato di ricerca, riferisce in merito alla scoperta della equipe di Alfano, che la proteina “Hop U1” modifica le proteine che si legano all'RNA. Il lavoro di Alfano suggerisce che il patogeno disturba il sistema immunitario della pianta eliminando il metabolismo dell'RNA, che è collegato al sistema immunitario e cioè parte del processo che traduce il codice del DNA in proteine, utilizzate per aiutare a combattere l'infezione.

Una pianta in cui manchi uno degli obbiettivi della “Hop U1” sarebbe più suscettibile al patogeno. Queste proteine che si legano all'RNA, trovate anche negli animali, non erano precedentemente conosciute come parte dei sistemi immunitari di piante ed animali.

Alfano ha usato, come modello per questa ricerca, l'Arabidopsis, una pianta molto ben studiata.

La ricerca condotta è stata finanziata dall'Istituto Nazionale della Salute.
Come riferito dal comunicato dell'Università di Lincoln, poiché la ricerca del dottor Alfano conduce ad una migliore conoscenza del sistema immunitario delle piante; gli scienziati partendo da essa potranno modificare geneticamente le piante coltivate per migliorare la loro capacità di difendersi dalle malattie. Viene infine riportata una considerazione del dott. Alfano, il quale sostiene che, poichè le piante e gli animali condividono alcune componenti del sistema immunitario, questa ricerca scientifica "di base" un giorno potrà condurre anche a miglioramenti che riguardino la salute dell'uomo.

Co-autori di questo lavoro sono: Zheng Qing Fu, Ming Guo and Byeong-ryool Jeong, dell'Iniziativa di Scienze delle Piante e del Dipartimento di Patologia Vegetale; Fang Tian, dell'Iniziativa di Scienze delle Piante e della Scuola di Scienze Biologiche; Thomas Elthon, dell'Iniziativa di Scienze delle Piante e del Dipartimento di Agronomia ed Orticoltura; and Ronald Cerny, del Dipartimento di Chimica, tutti situati presso l'università di Lincoln – Nebraska (UNL); and Dorothee Staiger, dell'Università di Bielfield - Germania.

Traduzione e rielaborazione in forma di articolo di: Luca Federico Fianchini, 28 aprile 2007.

Fonte: Comunicato stampa dell'Istituto di Agricoltura e Risorse Naturali (IANR), presso l'Università di Lincoln - Nebraska (UNL)