Un mistero microbiologico di come un batterio possa invaderne un altro e crescere al suo interno senza rompere istantaneamente l'altro batterio è stato illuminato dagli scienziati dell'Università di Nottingham e dell'Università dell'Indiana.

Gli scienziati di Nottingham stanno studiando i batteri predatori invasivi Bdellovibrio bacteriovorus come potenziale terapeutico per uccidere i batteri patogeni resistenti agli antibiotici. Gli scienziati dell'Indiana stanno studiando di cosa sono fatte le strutture cellulari batteriche e come sono costruite. Per fare questo hanno sviluppato e utilizzato aminoacidi D fluorescenti (FDAA), sostituti colorati delle sostanze naturali presenti nelle pareti cellulari dei batteri. Questo è stato combinato con la microscopia a super-risoluzione con grande effetto in un nuovo documento pubblicato oggi in Microbiologia della natura .

Le squadre hanno unito le forze e hanno scoperto che il batterio invasore Bdellovibrio forma un minuscolo "oblò" molecolare rinforzato nella parete del batterio ospite, lo spreme e poi lo sigilla dall'interno. Questo processo è come tagliare e saldare un oblò su una nave ma su scala molecolare.

La professoressa Liz Sockett dell'Università di Nottingham ha dichiarato:"I batteri invasi sono 100 milioni di volte più corti di una nave come la Queen Mary 2, e i batteri invasori sono 500 milioni di volte più stretti. I materiali utilizzati per la saldatura non sono ovviamente metallici, ma sono D-amminoacidi naturali. Si tratta di forme speculari degli amminoacidi 'L' che si trovano nelle proteine ​​degli alimenti e del nostro corpo.

"Abbiamo scoperto un secondo processo in cui i batteri invasori "intonano" efficacemente l'interno del batterio che stanno invadendo, utilizzando nuovamente gli amminoacidi D. Questo rende l'interno del batterio una casa più rinforzata per far vivere il Bdellovibrio all'interno. Questo è importante in quanto un documento precedente ha mostrato che le pareti batteriche invase sono inizialmente arrotondate e indebolite all'inizio del processo di invasione".

Erkin Kuru, un dottorando all'epoca, suggerito a Liz durante una visita di conferenze in Indiana, che usa FDAA colorati per etichettare i due diversi batteri mentre i predatori attaccano. Aggiungendo un nuovo colore proprio all'inizio dell'invasione e successivamente man mano che procedeva, ha sostituito gli amminoacidi naturali utilizzati e ha gettato una nuova luce colorata su come funziona la predazione.

Gli FDAA hanno mostrato cosa stava succedendo in ogni fase e hanno dato al team un "momento eureka" quando hanno visto che i batteri predatori creano un "oblò" con un poro centrale circondato da un anello di rinforzo contenente aminoacidi D. Bdellovibrio spremere attraverso questo poro e riempirlo con altro materiale contenente aminoacidi D in modo che i batteri invasi non esplodano e tutto il loro contenuto cellulare interno possa essere mangiato privatamente dai predatori senza fuoriuscire verso l'esterno.

Mentre questo sta accadendo, i batteri predatori continuano ad aggiungere più FDAA in tutto il muro del batterio invaso, non solo all'anello dell'oblò. Nelle condizioni sperimentali i batteri predatori hanno 'dipinto' questo FDAA colorato, un po' come un "affresco" su scala molecolare, alle pareti del batterio invaso in un processo che rinforza la parete del batterio invaso in modo che non collassi prima che il predatore abbia mangiato i contenuti nutritivi all'interno. Il dottor Carey Lambert di Nottingham si è unito al progetto ed è stato in grado di trovare alcuni degli "strumenti" che applicano gli affreschi:si tratta di un gruppo di enzimi che sono stati poco studiati fino a poco tempo fa.

Il professor Sockett conclude:"È straordinario vedere questo in azione su una scala così piccola e anche utile. Conoscere di più sui meccanismi utilizzati dai batteri predatori invasori potrebbe aiutare a progettare nuovi modi per uccidere i patogeni. Ora che i processi di invasione sono stati definiti dovrebbe essere possibile raccogliere tutti gli strumenti necessari per invadere e consumare i batteri patogeni senza rilasciare grandi quantità dei loro materiali cellulari patogeni facendoli esplodere".