Uno sguardo all’interno di una fabbrica di pesticidi naturale
Secondo l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura (FAO), circa un terzo della popolazione mondiale si guadagna da vivere con l’agricoltura. Questo lavoro è tuttavia complicato dall’azione degli insetti nocivi, che distruggono ogni anno raccolti per importi pari a miliardi di euro. I pesticidi chimici sono l’arma primaria nella lotta contro questi invasori, ma non sono sostenibili a livello ambientale. Fortunatamente, la natura ha fornito una soluzione ecocompatibile sotto forma di nematodi, vermi cilindrici in grado di uccidere gli insetti. Il nematode entomopatogeno (EPN), noto come Heterorhabditis, è disponibile in commercio e ampiamente utilizzato per controllare gli insetti nocivi; tuttavia, può perdere la propria efficacia nel corso della conservazione precedente al suo impiego. Supportati dal programma Marie Skłodowska-Curie, i ricercatori impegnati nel progetto STEPN-UP hanno svelato un percorso di segnalazione di primaria importanza per il mantenimento delle proprietà entomopatogene che potrebbe contribuire a preservare o ampliare la durata di conservazione del nematode. In agguato, insieme L’Heterorhabditis è un olobionte, ovvero un organismo che costituisce un piccolo ecosistema ospitando vari simbionti. In questo caso, l’«ospite» è un partner batterico, il Photorhabdus. Come spiega il coordinatore del progetto David Clarke: «Il Photorhabdus colonizza l’intestino di una particolare fase dello sviluppo del nematode chiamata stadio giovanile infettivo (IJ, infective juvenile) e l’IJ risultante da questa colonizzazione è, di fatto, il prodotto EPN disponibile in commercio». L’IJ invade le larve degli insetti e rigurgita i batteri, uccidendo gli insetti. Il nematode si alimenta dei loro corpi in decomposizione. Gli IJ possono sopravvivere per diversi mesi senza alimentarsi, ma è fondamentale che anche i batteri presenti nel loro intestino continuino a farlo: la «durata di conservazione» del prodotto EPN è rappresentata, sostanzialmente, proprio da questo periodo di sopravvivenza. Ciononostante, si sa molto poco sul modo in cui i batteri simbiotici restino in vita e in buone condizioni. Mantenere i batteri letali in vita I ricercatori, partendo dall’ipotesi secondo cui l’EPN alimenta i batteri, hanno iniziato a cercare prove di RNA che suggerissero uno scambio nutritivo attivo tra i due organismi. Hanno studiato i profili trascrizionali degli IJ colonizzati dai batteri e li hanno messi a confronto con gli IJ non colonizzati; sorprendentemente, non hanno rilevato alcuna prova che dimostrasse il verificarsi di questo scambio. Il team di Clarke, quindi, composto tra gli altri scienziati dalla dott.ssa Dana Blackburn, studiosa borsista Marie Skłodowska-Curie, si è concentrato sull’analisi dei batteri. Secondo Clarke, «grazie all’impiego di un approccio genetico mirato, abbiamo individuato nel Photorhabdus un percorso di segnalazione necessario alla sopravvivenza dei batteri che hanno colonizzato il nematode». È emerso che il cosiddetto percorso Cpx, ben descritto per un altro tipo di batterio che si insedia nell’intestino, l’Escherichia coli o E. coli, deve essere attivo affinché il Photorhabdus sopravviva nel suo organismo ospitante. La scoperta di STEPN-UP ha importanti implicazioni per quanto concerne l’incremento della durata di conservazione del pesticida naturale Heterorhabditis. La ricerca futura potrebbe inoltre portare a una migliore sicurezza alimentare, contribuendo ad alimentare una popolazione in crescita. Infine, dato che è stato dimostrato che il microbiota intestinale umano produce un’ampia gamma di molecole che influenzano lo sviluppo immunitario dell’uomo, i risultati potrebbero incidere positivamente sulla nostra comprensione della salute e delle malattie umane.
Parole chiave
STEPN-UP, batterio, insetto, intestino, stadio giovanile infettivo (IJ), pesticida, agricoltura, EPN, nematode, Photorhabdus, durata di conservazione, Heterorhabditis, percorso di segnalazione, organismo nocivo, entomopatogeno, simbionti, nematodi
