34 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. ©RIPRODUZIONE RISERVATA