Evoluzione accelerata? Scoperta la nuova trasduzione

Batteriofago

I virus destano da sempre la curiosità del mondo scientifico per la loro capacità di trasferire materiale genetico ed infettare intere popolazioni, usando come arma il proprio DNA.

Uno dei meccanismi che il virus utilizza per trasferire il DNA in un batterio è la trasduzione. Essa esiste in due modalità: La trasduzione generalizzata comincia quando il virus infetta una cellula batterica, rompe il suo materiale genetico e usa le componenti meccaniche del batterio, come i ribosomi e le polimerasi per produrre delle copie di sè e generare altri virus. Nella trasduzione specializzata invece il DNA iniettato dal virus nella cellula batterica s’ inserisce nel cromosoma batterico in maniera silente, in modo da poter essere duplicato con esso. Il DNA virale può, in seguito a determinati stimoli, staccarsi dal cromosoma batterico portando talvolta con sè dei geni batterici ben precisi. Di conseguenza i nuovi virus hanno un DNA misto. Quando i virus attaccano nuovamente le cellule batteriche, “inconsapevolmente” promuovono l’ evoluzione batterica. Ma recentemente un gruppo di scienziati della National University of Singapore, capeggiati dal microbiologo ed immunologo John Chen ha scoperto un nuovo tipo di trasduzione. Questa avviene con una frequenza molto maggiore rispetto alle due precedentemente citate. Questi tassi così alti di trasduzione sembrano rispecchiare un sistema a banda larga di internet portando un beneficio evolutivo sia dei virus che dei batteri.

Come si sono accorti di questo nuovo ed efficientissimo meccanismo?

Studiando Staphylococcus aureus. E’ un patogeno che attacca il genere umano e crea non pochi problemi per via della sua spiccata capacità nello sviluppare precocemente resistenza ai farmaci. In particolare è resistente alla meticillina e si adatta facilmente a qualsiasi nuovo farmaco. Questo ha insospettito non poco il gruppo di ricerca che ha cominciato ad avanzare ipotesi su un particolare meccanismo di trasduzione. A conferma dei sospetti è arrivato il risultato ottenuto da Josè Panadès dell’ Università di Glasgow. Panadès ha notato un’anomalia nella produzione di fagi S. aureus. Il DNA dei fagi veniva replicato e confezionato prima dell’ escissione del DNA del virus dal genoma dell’ospite. Questo DNA così fatto se veniva messo nel capside virale aveva un alta probabilità di portare con sè pezzi di DNA batterico rendendo il virus capace di infettare altri batteri. Quindi i batteri diversi tra di loro potevano condividere inconsapevolmente determinati geni grazie ai virus. Panadès ha così capito di trovarsi di fronte ad un tipo diverso di trasduzione, uno mai studiato.

 

Che tipo di trasduzione è?

I due ricercatori, Chen e Panadès hanno chiamato questo tipo di trasduzione “laterale”. Essa avviene più di 1000 volte più frequentemente della trasduzione generalizzata e specializzata. Questo metodo ha la capacità di incorporare frammenti di genoma batterico molto grandi, quasi dei blocchi a differenza degli altri due tipi di trasduzione e ciò aumenta notevolmente la forza evolutiva dei batteri traducendosi in un’ evoluzione nel tempo molto più veloce rispetto al normale.

Come può essere utile questa nuova scoperta?

In conclusione, la trasduzione laterale potrebbe aiutare a capire i meccanismi generali dell’ evoluzione, aiutare a comprendere la natura delle isole di patogenicità tipiche dei batteri e come esse vengono usate per eludere gli antibiotici. Ulteriori studi potrebbero arricchire e precisare i meccanismi ancora oscuri di questa nuova trasduzione, ma per ora essa ha destato la curiosità di molti scienziati e si passerà a studiarla in più tipi di batteri per poterne capire tutti i suoi segreti.

di Maria Luisa Cirillo

 

FONTI

“Broadband” Networks of Viruses May help Bacteria Evolve Faster,di Jonathan Lambert per Quantamagazine.org

“Genome  hypermobility by lateral transduction” su “Science”

“La banda larga virale che accelera l’evoluzione dei batteri” su “Le scienze”

 

Maria Luisa Cirillo, dottoressa in biologia con una grande passione per tutto ciò che è scienza. Aspirante docente, ha una vocazione per la divulgazione scientifica attribuendo ad essa una grandissima importanza. Ha esperienza nel campo delle produzioni alimentari e sicurezza alimentare, in laboratori di microbiologia e di citologia-istologia.

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Maria Luisa Cirillo, dottoressa in biologia con una grande passione per tutto ciò che è scienza. Aspirante docente, ha una vocazione per la divulgazione scientifica attribuendo ad essa una grandissima importanza. Ha esperienza nel campo delle produzioni alimentari e sicurezza alimentare, in laboratori di microbiologia e di citologia-istologia.

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