Nuove scoperte sul sistema immunitario delle piante

Circa due anni fa, scienziati negli Stati Uniti e in Australia hanno scoperto che quando il sistema immunitario di una pianta uccide le cellule infette per contenere la malattia viene coinvolta una proteina con un segmento chiamato TIR (Toll/interleukin-1 receptor) che produce una certa molecola segnale. Oggi un nuovo studio guidato dal Professor Rotem Sorek del Dipartimento di Genetica Molecolare del Weizmann Institute of Science è riuscito a individuare che anche i batteri usano il TIR come meccanismo immunitario e che le modalità impiegate sono simili a quelle adottate dalle piante.

I batteri intraprendono una battaglia continua contro virus chiamati batteriofagi che inseriscono i propri genomi nella cellula batterica, facendo sì che quella cellula produca nuove copie di batteriofagi fino a quando non esplode e muore. I ricercatori hanno scoperto che non appena un batterio viene infettato da un batteriofago, la proteina contenente TIR rileva l’invasione e genera un segnale che allerta una seconda proteina. Questa seconda proteina distrugge una molecola che svolge un ruolo fondamentale nel metabolismo batterico. Impoverito di questa molecola, il batterio muore prima che il batteriofago abbia la possibilità di moltiplicarsi, sopprimendo l’infezione.

Gli scienziati sono riusciti a rilevare che le molecole segnale generate da TIR nei batteri e nelle piante sono simili: infatti, quando hanno trasferito questa molecola segnale da una pianta a un batterio si è innescata la morte batterica. Il ruolo della molecola di segnalazione prodotta da TIR nelle piante deve ancora essere completamente rivelato, ma probabilmente funziona secondo le stesse linee dei batteri. In entrambi i casi, il meccanismo immunitario funziona in questo modo: la proteina contenente TIR rileva l’invasione, genera una molecola segnale e provoca la distruzione della cellula infetta: l’intero batterio in un caso, una cellula vegetale nell’altro.

“I risultati del nostro studio hanno indicato un legame evolutivo diretto tra l’immunità delle piante e quella dei batteri”, ha affermato Sorek. “Inoltre, forniscono un’interessante base di partenza per indagare su come un importante sistema di difesa, quello che coinvolge il TIR, funziona nelle piante”.

Questo studio apre dunque nuove prospettive per identificare potenziali soluzioni in grado di rafforzare il sistema immunitario delle piante e renderle più resistenti alle infezioni. Soluzioni sempre più urgenti vista la diffusione delle infezioni: il Weizmann Institute of Science indica che a livello mondiale ogni anno circa 220.000.000.000 di dollari di raccolti agricoli vengono persi a causa di malattie delle piante.

Lo studio è stato pubblicato su Nature. Al progetto hanno anche partecipato il dottor Ehud Herbst, Maya Baroz, Daniel Cohen, Adi Millman, il dottor Shany Doron, Nitzan Tal e il dottor Gil Amitai del Dipartimento di genetica molecolare di Weizmann; Daniel BA Malheiro di MS-Omics, Danimarca; Sergey Malitsky del Weizmann’s Life Sciences Core Facilities Department.