Un minuscolo parassita degli agrumi nasconde un mistero biologico mai visto prima

Un team collaborativo dell’Università Nazionale di Pusan, dell’Istituto Nazionale di Scienze Fisiologiche, dell’Università di Kobe e dell’Università di Tecnologia di Toyohashi ha riportato la scoperta di questa insolita struttura a forma di tubo all’interno Candidato Profftella armatura, che vive all’interno della psillide asiatica degli agrumi (Diaforina citri). I loro risultati vengono visualizzati in Immagini Npj.

L’imaging avanzato rivela grandi tubi elicoidali all’interno Profftella

La psilla asiatica degli agrumi rappresenta un’importante minaccia agricola, responsabile di gravi perdite di raccolti di agrumi in tutto il mondo, con ripercussioni sia sulla resa che sui prezzi di mercato. L’insetto trasporta Profftellaun batterio simbiotico che viene trasmesso dai genitori alla prole e svolge un ruolo chiave nella sopravvivenza dell’insetto. Profftella è noto anche per la produzione di composti tossici che aiutano la psillide a difendersi dai predatori.

Utilizzando la microscopia elettronica 3D, i ricercatori lo hanno osservato Profftella le cellule sono estremamente allungate e raggiungono lunghezze superiori a 100 micrometri. All’interno di queste cellule allungate, il team ha identificato molteplici strutture tubolari lunghe, ciascuna delle quali si estende per decine di micrometri. I tubi misurano circa 230 nm di diametro e sono costituiti da 5-6 fibre elicoidali destrorse che si attorcigliano insieme. Occupano costantemente una parte sostanziale di ciascuno Profftella cella. Il professore assistente Chihong Song della Pusan ​​National University, primo autore dello studio, ha osservato: “In genere, i batteri mancano di organelli così complessi. Inoltre, sono stato sorpreso di scoprire che questo tubo è così stabile e robusto da mantenere la sua forma durante l’osservazione al microscopio elettronico ad alto vuoto senza fissazione o incorporamento chimico”.

Tubuli ricchi di ribosomi suggeriscono nuove funzioni biologiche

Studi di follow-up utilizzando metodi aggiuntivi, inclusa la microscopia ottica, hanno rivelato che l’interno di questi tubi contiene molti ribosomi, le strutture responsabili della produzione di proteine. Il professore associato Atsushi Nakabachi della Toyohashi University of Technology, autore corrispondente del lavoro, ha spiegato: “Sulla base di ciò, i tubi potrebbero essere coinvolti nella sintesi proteica. Data la loro robustezza, potrebbero anche fornire supporto fisico alla forma allungata Profftella cellule, e forse anche agire come un’impalcatura per il trasporto di materiale, un po’ come il citoscheletro nelle cellule eucariotiche”.

Implicazioni per l’evoluzione batterica e il controllo dei parassiti degli agrumi

I ricercatori sottolineano che questa struttura tubolare rappresenta un esempio eccezionalmente raro di organello all’interno dei batteri. La sua scoperta mette in discussione le ipotesi di vecchia data secondo cui i batteri sono intrinsecamente semplici e privi di tale complessità interna. La scoperta offre nuovi indizi su come le caratteristiche cellulari potrebbero essersi evolute e potrebbe contribuire allo sviluppo di strategie mirate per gestire la psilla asiatica degli agrumi, che rappresenta una seria preoccupazione per l’agricoltura globale.

Questo studio ha ricevuto finanziamenti dalla Japan Society for the Promotion of Science KAKENHI (numeri di sovvenzione 21687020, 26292174, 20H02998 e 25K02023 ad AN), dallo studio collaborativo del programma di microscopia elettronica ad alta tensione (2015-502, 2016-502) dell’Istituto nazionale per le scienze fisiologiche ad AN e da una Fondazione nazionale di ricerca coreana (NRF) concede RS-2024-00440289 a CS.