Scoperto un recettore che, identificando una proteina utilizzata dai batteri per coordinarsi nella loro attività patogena, permette alle piante di preparare la difesa
Una recente scoperta effettuata presso l'università di Davis, California, apre nuovi orizzonti nella comprensione del complesso sistema di interazione tra pianta ed organismi fitopatogeni, in questo caso più specificamente i batteri.
Già una precente ricerca condotta dal gruppo di lavoro del Prof.Harsh Bais presso l'Università del Deleware e riportata in
questo articolo del 2008 (Agrolinker) aveva mostrato un meccanismo di interazione della pianta test Arabidopsis thaliana con batteri utili presenti nel terreno, che accorrevano in aiuto per difenderla da altri batteri, fitopatogeni (Pseudomonas syringae). In quel caso veniva evidenziato che un ignoto segnale esterno prodotto dalla pianta scatenava nelle sue radici la sintesi di acido malico, che nel terreno attrae il Bacillus subtilis (produttore dell'antibiotico eritrocina), il quale produce poi un film protettivo intorno alle radici della pianta con funzione difensiva rispetto ai batteri fitopatogeni.
Più recenti ricerche hanno portato ulteriori acquisizioni per comprendere questi meccanismi di trasmissione messaggi tra piante e batteri e tra batteri, sia in difesa che in offesa, sia rispetto alle piante che rispetto agli animali. In pratica questo filone di ricerca vede intersecarsi le ricerche di ambito medico, con quelle di medicina delle piante, essendo i batteri organismi in parte dannosi per le piante e in parte per gli animali.
La ricerca è stata svolta in questo caso presso l'Università di Davis, California, dal gruppo di lavoro della
>Prof.ssa Pamela Ronald, fitopatologa ed anche nota divulgatrice delle nuove acquisizioni della scienza, nella zona di confine tra fitopatologia e biotecnologie vegetali.
La ricerca presentata in questo articolo era iniziata con l'obbiettivo di migliorare, con applicazione di tecniche di biologia molecolare, la resistenza del riso ai parassiti e la sua produttività, ambito a cui, secondo quanto riferito dalla fonte, l'Università di Davis tradizionalmente ha dato sempre grande rilievo, attraverso molteplici ricerche, sia in ambito agricolo che in quello della riduzione dell'impatto ambientale di questa coltivazione, la quale è molto importante nei paesi in via di sviluppo per assicurare il rifornimento di alimenti.
Studi noti da oltre 20 anni, segnala la Prof.ssa Ronald, hanno mostrato che i batteri, nell'esplicare la loro azione patogena nelle piante e negli animali comunicano tra loro e si coordinano. Recentemente è stato scoperto che in quest'attività di comunicazione impercettibile un ruolo di primo piano è svolto da una proteina di recente scoperta, denominata Ax21.
Finora, viene segnalato, erano noti solo due 'codici' di comunicazione dei messaggi tra batteri di due tra i principali gruppi di patogeni ma di essi nessuno mostra di interagire con la proteina Ax21, la quale invece trasmetterebbe un messaggio (più breve) all'esterno della cellula batterica. La proteina Ax21 sarebbe comunque in grado di attivare durante la fase di infezione, un'azione di coordinamento tra batteri patogeni, che li induce a produrre un bio-film protettivo, all'interno del quale essi si riuniscono per proteggersi da siccità ed azione di antibiotici. Inoltre la proteina Ax21 regolerebbe nei batteri anche il funzionamento di 500 geni, che ne controllano i comportamenti, con il risultato di indurre in loro un atteggiamento di tipo offensivo verso l'organismo ospite.
Riferisce la Prof.ssaRonald: 'Essenzialmente attraverso la comunicazione e la vita di comunità, i batteri incrementano le loro possibilità di sopravvivenza e di proliferazione' ed a conferma di ciò ella evidenzia che nel riso, oggetto principale dello studio compiuto, i batteri si moltiplicano rapidamente all'interno delle arterie (tessuto vascolare) che trasportano l'acqua, provocando l'appassimento della pianta e la sua morte.
Sebbene la maggior parte delle piante di riso hanno scarsa capacità di difesa nei confronti di quei batteri fitopatogeni che utilizzano meccanismi di comunicazione mediati dalla proteina Ax21, alcune varietà sono dotate di un recettore immunitario, denominato XA21 che identifica la stessa proteina. Tale recettore, viene segnalato, appartiene ad un'ampia classe di immunorecettori presenti sia nelle piante che negli animali.
Queste considerazioni ci portano in un campo di portata interdisciplinare, poiché proprio in relazione a recenti scoperte su questo recettore, nell'ambito di ricerche mediche è stato attribuito il
Premio Nobel 2011 per la medicina e la fisiologia umana a Bruce Beutler del Scripps Research Institute di La Jolla ed a Jules Hoffman del National Center of Scientific Research di Strasburgo.
Ciò che di più specifico è emerso nello studio sul riso svolto all'Università di Davis è che l'immunorecettore XA21 segnala alle piante che ne siano fornite la presenza della proteina batterica Ax21 in modo che la pianta possa scatenare una forte risposta difensiva all'attacco batterico.
Tornando a ricollegarsi al campo medico è stato anche dimostrato che il batterio che nell'uomo causa le cosiddette infezioni ospedaliere si servirebbe di un sistema di comunicazione mediato dalla proteina Ax21.
Segnala in sintesi la Profess.sa Ronald: 'Questo studio dimostra che i batteri comunicano utilizzando messaggi privati, le piante possono intercettare questi messaggi e guadagnare un vantaggio tattico nella battaglia evolutiva. E' una storia affascinante.'
I ricercatori che hanno preso parte a questo studio sono dell'Università della California, Davis e della Kyung Hee University, Korea.
Questa ricerca è stata sovvenzionata dal Ministero dell'Agricoltura degli Stati Uniti d'America (USDA) e dall'Istituto Nazionale per la Salute (NIH).
Approfondimenti:
Fonte/i: Università della California, Davis, 12 Decembre 2011
Autore dell'articolo:
Luca Federico Fianchini, 31 dicembre 2011
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