Infenzioni e malattie Batteri innocui alleati dei “cattivi”

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Pianeta scienza
IL PICCOLO MERCOLEDÌ 28 SETTEMBRE 2011
Infenzioni e malattie
Batteri innocui
alleati dei “cattivi”
al microscopio
La vita sulla terra?
Non siamo soli
su questo pianeta
di Mauro Giacca
C
Scoperto dall’Icgeb un sistema di comunicazione utilizzato
da specie diverse. In vista nuove strategie terapeutiche
Che i batteri comunichino con
gli altri membri della loro specie utilizzando un linguaggio
specifico, era cosa nota. Ma che
potessero esistere forme di comunicazione anche tra specie
batteriche diverse e, ancor di
più, che questo scambio di informazioni e messaggi potesse
coinvolgere batteri innocui e aggravare addirittura una malattia, non era mai stato dimostrato. A riuscirci è stata l’equipe
guidata da Vittorio Venturi
dell’Icgeb e supportata dalla
collaborazione dei colleghi del
Dipartimento di Scienze agrarie e ambientali dell’Università
di Perugia e i ricercatori
dell’Istituto di Agraria e Medicina veterinaria Hassan II di Agadir, in Marocco, il cui studio è
stato di recente pubblicato sulle prestigiose riviste internazionali Nature Middle Est e Isme
Journal.
La scoperta del gruppo di lavoro coordinato da Venturi ricorda un po’ la trama di certi libri gialli, in cui i complici degli
autori del crimine sono spesso
personaggi del tutto insospettabili. Figure apparentemente innocue, in qualche caso persino
amiche delle vittime, che se
spinte dal profitto finiscono per
diventare alquanto pericolose.
Lo stesso meccanismo, rivela
ora la ricerca dell’Icgeb, si ripete con la flora batterica che, da
spettatrice incolpevole, finisce
per giocare un ruolo nell’insorgenza di una malattia, offrendo
aiuto ai “cattivi”, vale a dire i
batteri patogeni.
Per dimostrare tale conclusione, i ricercatori hanno esaminato le comunità batteriche delle piante e il loro comportamento durante le fasi di patogenesi
e di propagazione dell’infezione. In particolare hanno tenuto
d’occhio una malattia batterica
molto comune e difficile da
combattere: la cosiddetta
“Rogna dell’olivo”, particolarmente diffusa in Europa meridionale e Medio Oriente. La malattia è causata dal batterio patogeno “Pseudomonas savasta-
noi” che, distinguendosi in diverse varietà, può colpire più
specie di piante, inducendo
una crescita eccessiva di tessuti
infetti e provocando ulcere ed
escrescenze.
Un’infezione,
quindi, che può attaccare anche frutti e radici, causando indebolimento della piante e gravi danni all’agricoltura.
I biologi sanno da oltre un decennio che le malattie batteriche sono il risultato di complesse interazioni tra il patogeno e
la piante ospite e che i batteri
comunicano con i membri della loro specie utilizzando una
specifica molecola-messaggio.
E sanno anche che, quando la
molecola supera una certa soglia, i batteri patogeni iniziano
ad attaccare il loro ospite. Poco
studiate, invece, e soprattutto
poco comprensibili erano le
possibili interazioni tra batteri
“cattivi” e la flora microbica apparentemente innocua residente sulla pianta. «Con questo lavoro - spiega Vittorio Venturi abbiamo voluto scoprire se esi-
sissa
sistema che consente esecuzioni musicali a distanza
Fisici di spicco
a convegno
sulle teorie
delle particelle
Ecco “Lola”, il software del Tartini
capace di unire musica e Internet
Un pool di oratori brillanti, provenienti da Mosca, Ginevra,
Cambridge, Kyoto e Princeton, e
un argomento supertecnico ma
di grande attualità in fisica come
le supersimmetrie e la geometria nelle teorie delle particelle.
Sono i temi del workshop intitolato “Corrispondenze geometriche delle teorie di gauge”, in corso alla Sissa da oggi fino al 30 settembre.
Tre gli organizzatori: Alessandro Tanzini docente di Fisica
matematica, Giulio Bonelli ricercatore e fisico teorico e il giapponese Kazunobu Maruyoshi, borsista INFN in visita alla Scuola.
Spiega Bonelli: «A dispetto
della complessità degli argomenti non useremo calcolatori
o processori super rapidi, ma lavagne vecchio stile, gessetti e
spugna. L'obiettivo sarà cercare
di risolvere alcune teorie delle
particelle delle quali conosciamo il funzionamento a grandi linee, ma non esattamente la risoluzione. L’idea è utilizzare tecniche geometriche d'avanguardia
per scoprire le soluzioni esatte
da una prospettiva complementare.
Nell’era di Internet, anche
un’arte antica come la musica
deve misurarsi con le tecnologie moderne. A volte, però, è la
musica stessa a stimolare l’innovazione, plasmando la tecnologia e sfruttandone le potenzialità a proprio vantaggio.
È accaduto al conservatorio
Tartini di Trieste, dove un
gruppo di musicisti-ricercatori del Dipartimento di Nuove
Tecnologie ha realizzato un sistema hardware/software che
abbatte il tempo di latenza dei
segnali audio/video che viaggiano in rete, riducendolo a
meno di 30 millisecondi, un
tempo
non
percepibile
dall’orecchio umano.
Il progetto chiamato Lola
(Low latency audio visual streaming system) è stato realizzato in collaborazione con il
Garr, la rete telematica nazionale a banda ultra larga dell'
università e della ricerca, ed è
tra i 40 finalisti che si contendono il prestigioso Internet 2
Idea Awards, premio internazionale che verrà assegnato il
prossimo ottobre negli Stati
Uniti.
Un’immagine al microscopio dei batteri “Pseudomonas savastanoi”
ste e che ruolo svolge la comunicazione tra specie batteriche
diverse nell’insorgenza di malattie». E i risultati arrivati sono
stati sorprendenti: la comunità
batterica della “Rogna dell’olivo”, costituita dalla convivenza
di 3 batteri all’interno della stessa nicchia ecologica, è risultata
essere un consorzio molto stabile che comunica al suo interno con un sistema intercellulare, e stimola e sostiene l’infezione e il propagarsi della malattia.
«Abbiamo visto che la virulenza
del “Pseudomonas savastanoii”
Pianoforte, microfono e computer. Strumenti essenziali per “Lola”
«Nella trasmissione in rete –
spiega Massimo Parovel, direttore del conservatorio Tartini
- il segnale audio/video è convertito da analogico a digitale;
poi viaggia lungo la rete e
quando arriva a destinazione
viene riconvertito per essere
apprezzato dall’utente. Questi processi generano un ritardo».
L’esigenza di eliminare questo gap ha dato impulso a un
lavoro di ricerca protrattosi
Galileo. Koch. Jenner. Pasteur. Marconi. Fleming...
Precursori dell’odierna schiera di ricercatori
che con impegno strenuo e generoso (e spesso oscuro)
profondono ogni giorno scienza, intelletto e fatica
imprimendo svolte decisive al vivere civile.
Incoraggiare la ricerca significa
optare in concreto per il progresso del benessere sociale.
La Fondazione lo crede da sempre.
per oltre tre anni, da cui è nato
Lola, sistema orientato, in particolar modo, a ottimizzare le
prestazioni musicali e teatrali
in cui gli esecutori sono distanti migliaia di km ma devono offrire un’esibizione perfettamente sincrona agli ascoltatori.
«Lola - precisa ancora Massimo Parovel - è stato concepito per abbattere la latenza in
una rete simmetrica come
quella della ricerca, su distan-
dipende dai segnali di comunicazione, ma anche che l’eventuale carenza di messaggi da
parte del batterio patogeno può
essere compensata dai segnali
prodotti dai due batteri resistenti. Questi risultati - conclude Venturi - dimostrano che alcune malattie delle piante possono essere polimicrobiche.
Per sconfiggerle, quindi, dovremo sviluppare nuove strategie
di lotta in grado di interrompere la comunicazione tra batteri,
patogeni e residenti, finora ritenut innocui».
ze come quelle europee che
non superano i 2500-3000 km.
Ottimizzando i processi di acquisizione e conversione del
segnale e ricreando a destinazione l’ambientazione originale abbiamo reso impercettibile il ritardo e quindi realizzabile l’esecuzione a distanza”.
Questo sistema, aggiunge il
direttore del Tartini, sta già stimolando una revisione della
rete europea dei nodi Internet
e ha trovato consensi tra numerosi partner europei, fra
cui le Accademie di Stoccolma, Copenhagen, Barcellona
e Lubiana, e l’IRCAM (Institut
de Recherche et Coordination
Acoustique/Musique) di Parigi. Lo studio dello staff del Dipartimento di Nuove Tecnologie del conservatorio, quindi,
si avvia ad assumere rapidamente una dimensione sovranazionale. «Anche perchè conclude Massimo Parovel non essendo un progetto a fini
di lucro, abbiamo interesse a
condividere questo nostro risultato col maggior numero di
istituti musicali in Europa».
Cristina Serra
QUESTA PAGINA È REALIZZATA IN COLLABORAZIONE CON
i dimentichiamo spesso
di convivere sul pianeta
Terrra con una varietà
estrema di organismi, che condividono con noi i principi
dell’informazione
genetica
(universalmente basata sul
DNA o l’RNA), le funzioni vitali
(basate sulle proteine) e il meccanismo di replicazione (basato sulla divisione delle cellule).
Darwin parlava di un numero
“senza fine bellissimo” di specie, e ne catalogò 3097 al ritorno dal suo storico viaggio nelle
Galapagos nel 1836. Un recente tentativo di calcolare il numero delle specie viventi ha
raggiunto l’impressionante cifra di 8.7 milioni, di cui circa 2
milioni vivono nel mare e di cui
più dell’80% deve ancora essere studiata. Il calcolo, peraltro,
ha fatto insorgere la comunità
dei microbiologi, che ha fatto
notare come la stima sottovaluti ampiamente il numero dei
batteri, i quali potrebbero far
salire la quotazione in maniera
vertiginosa.
Qualunque sia la cifra esatta,
e ammesso che possa essere
davvero interessante determinarla, il messaggio che ne ricaviamo è che non siamo soli su
questo pianeta, e che un numero impressionante di esseri viventi esiste fuori e dentro di
noi. Soltanto nel nostro intestino e sulla nostra pelle, albergano più di un migliaio di specie
diverse di batteri. Nell’intestino, in particolare, la massa di
batteri, dell’ordine di 100mila
miliardi di cellule (1 seguito da
14 zeri!), produce sostanze a
noi indispensabili (tra cui diverse vitamine) e al tempo stesso
condiziona diversi aspetti della
nostra salute. I membri del genere di batteri Pseudomonas,
cui appartengono le specie studiate da Vittorio Venturi nella
ricerca trattata nell’articolo a lato, sono estremamente diffusi
in natura: più di 230 specie diverse colonizzano suolo, piante e svariati animali. Un articolo pubblicato sulla rivista Science nel 2008 ha dimostrato che
Pseudomonas sarebbe il più
frequente catalizzatore della
formazione di cristalli di ghiaccio persino nell’atmosfera, rivestendo quindi un ruolo essenziale nella caduta di neve e
pioggia in giro per il mondo.
Nell’uomo, la specie più nota è
“Pseudomonas aeruginosa”,
un batterio frequentemente associato ad infezioni polmonari,
urinarie e cutanee, specialmente nei pazienti immunocompromessi o con un tumore, e
spesso resistente a molti antibiotici. Sequenziato completamente nel 2000, il genoma di
questo batterio ha rivelato una
sorprendente capacità di codificare proteine che consentono
alla cellula di adattarsi all’ospite e di contrastare i suoi tentativi di difesa: un’ennesima dimostrazione dell’evoluzione parallela di ospite e parassita per
condividere il medesimo ecosistema.
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