Alcuni batteri dispiegano piccoli lanci per vendicarsi contro gli attacchi rivali. I ricercatori dell’Università di Basilea hanno imitato gli attacchi colpendo i batteri con una punta ultra-affiliata. Usando questo approccio, hanno scoperto che i batteri assemblano le loro nanoweaponi in risposta al danno dell’involucro cellulare e si snoda rapidamente con alta precisione.
Nel mondo dei microbi, la coesistenza pacifica va di pari passo con una forte concorrenza per i nutrienti e lo spazio. Alcuni rivali dei batteri sugli attaccanti e respingono gli aggressori iniettandoli con un cocktail letale usando piccoli lanci di dimensioni nano di dimensioni, noti come sistemi di secrezione di tipo VI (T6SS).
I batteri rispondono al danno dell’involucro cellulare
Il gruppo di ricerca guidato dal professor Marek Basler presso il Biozentrum, Università di Basilea, ha studiato il T6SS di diverse specie batteriche per molti anni. “Lo sapevamo Pseudomonas aeruginosa Usa il suo T6SS per riprendersi quando è stato attaccato, “Spiega Basler”. Ma non sapevamo cosa innesca esattamente l’assemblea del nano-speargun: il contatto con vicini, molecole tossiche o semplicemente danni cellulari? “
In stretta collaborazione con Roderick Lim, professore di Argovia per nanobiologia presso il Biozentrum e lo Swiss Nanoscience Institute (SNI), i ricercatori hanno ora dimostrato: Pseudomonas aeruginosa Risponde alle rotture nella membrana esterna, iniziata da una forza meccanica, come colpire con una punta acuta. Lo studio è stato pubblicato in Progressi scientifici.
Involucro batterico per foratura con un piccolo “ago”
Il laboratorio di Roderick Lim ha una competenza di lunga data nella tecnologia della microscopia a forza atomica (AFM). “Usando AFM, siamo stati in grado di imitare un attacco batterico T6SS”, afferma Mitchell Brüderlin, studente di dottorato presso la scuola di dottorato SNI e il primo autore dello studio. “Con la punta AFM ultra-sottile simile a un ago, possiamo toccare la superficie batterica e, aumentando gradualmente la pressione, perfora la membrana esterna e interna in modo controllato.”
In combinazione con la microscopia a fluorescenza, i ricercatori hanno rivelato che i batteri rispondono al danno della membrana esterna. “Nel giro di dieci secondi i batteri assemblano i loro T6SS, spesso ripetutamente, nel sito di danni e indietro con precisione di punta”, aggiunge Basler. “Il nostro lavoro mostra chiaramente che la rottura della membrana esterna è necessaria e sufficiente per innescare l’assemblaggio T6SS.”
Nuove intuizioni sui meccanismi di difesa batterica
La più grande sfida per i ricercatori era la dimensione e la forma dei batteri. “Finora abbiamo usato l’AFM solo per studiare le cellule eucariotiche, comprese le cellule umane”, spiega Lim. “Ma Pseudomonas I batteri sono più di dieci volte più piccoli delle cellule umane, quindi richiedeva di colpirli in un sito specifico “.
Nell’ecosistema microbico, la sopravvivenza riguarda la strategia e Pseudomonas aeruginosa ha sicuramente imparato l’arte della difesa. “La ritorsione mirata e rapida contro gli attacchi locali riduce al minimo il fallimento e ottimizza il rapporto costi-benefici”, afferma Basler. Questa tattica intelligente dà Pseudomonas Un vantaggio di sopravvivenza, che gli consente di inabilitare gli aggressori e prosperare in ambienti diversi e spesso impegnativi.
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