La microbiologia ha da tempo cercato di comprendere come alcuni batteri, noti come predatori naturali antimicrobici, siano in grado di riconoscere e uccidere altri batteri. Una recente ricerca ha finalmente svelato questo mistero, aprendo la strada a nuove strategie antibatteriche naturali.
Il mistero risolto
Uno studio condotto dall’Università di Birmingham e dall’Università di Nottingham ha rivelato che il batterio predatore Bdellovibrio bacteriovorus produce proteine a forma di fibra sulla sua superficie per catturare una vasta gamma di prede. Questa scoperta potrebbe permettere agli scienziati di utilizzare questi predatori per colpire e uccidere batteri problematici che causano problemi in ambito sanitario, nel deterioramento degli alimenti e nell’ambiente.
Il ruolo delle vescicole e delle fibre nella predazione
Il professor Andrew Lovering, esperto di Biologia Strutturale all’Università di Birmingham, ha spiegato che il Bdellovibrio bacteriovorus è noto fin dagli anni ’60 per la sua capacità di cacciare e uccidere altri batteri, entrando nelle cellule bersaglio e nutrendosi di esse dall’interno prima di scoppiare fuori. Tuttavia, la domanda che ha perplesso gli scienziati era: “Come fanno queste cellule a stabilire un attacco solido quando sappiamo quanto siano vari i loro bersagli batterici?”
L’analisi molecolare avanzata e l’ingegneria
La professoressa Liz Sockett, della School of Life Sciences dell’Università di Nottingham, ha spiegato che il predatore Bdellovibrio deposita una robusta vescicola, una parte “strappata” dell’involucro cellulare del predatore, quando invade la preda. Questa vescicola crea una sorta di camera d’aria o serratura che permette l’ingresso del Bdellovibrio nella cellula preda. Gli scienziati sono stati in grado di isolare questa vescicola dalla preda morta, una novità in questo campo, e di analizzarla per rivelare gli strumenti utilizzati durante l’evento precedente di contatto predatore/preda.
La scoperta delle fibre
Analizzando il contenuto della vescicola, i ricercatori hanno scoperto che il Bdellovibrio, non sapendo quali batteri incontrerà, dispiega sulla sua superficie una gamma di molecole simili per il riconoscimento della preda, creando così molte “chiavi” diverse per “sbloccare” molti tipi diversi di prede.
L’ingegnerizzazione delle fibre
Gli scienziati hanno poi intrapreso un’analisi individuale delle molecole, dimostrando che esse formano lunghe fibre, circa dieci volte più lunghe delle comuni proteine globulari. Questo permette loro di operare a distanza e “sentire” la preda nelle vicinanze. In totale, sono state contate 21 fibre diverse. I ricercatori hanno lavorato su come operano sia a livello cellulare che molecolare, supportati dall’ingegnerizzazione genetica delle fibre da parte di Paul Radford e Rob Till. Il team ha poi iniziato a tentare di collegare una fibra particolare a una molecola particolare della superficie della preda. Scoprire quale fibra corrisponde a quale preda potrebbe consentire un approccio ingegneristico che vede predatori su misura che prendono di mira diversi tipi di batteri.
Le implicazioni della scoperta
Il professor Lovering ha concluso che, poiché il ceppo predatore in esame proviene dal suolo e ha un ampio raggio d’azione, l’identificazione di queste coppie di fibre e prede è molto difficile. Tuttavia, al quinto tentativo di trovare i partner, è stata scoperta una firma chimica sulla superficie dei batteri preda che si adatta perfettamente alla punta della fibra. Questa è la prima volta che una caratteristica del Bdellovibrio è stata abbinata alla selezione della preda.
Gli scienziati in questo campo potranno ora utilizzare queste scoperte per chiedersi quale set di fibre sia utilizzato dai diversi predatori che studiano e potenzialmente attribuirle a prede specifiche. Migliorare la comprensione di questi batteri predatori potrebbe consentire il loro utilizzo come antibiotici, per uccidere batteri che degradano gli alimenti o che sono dannosi per l’ambiente.
