Un team di ricercatori internazionali guidati da scienziati dell'Università di Tubinga ha decifrato il funzionamento di una tossina citolitica, che è prodotto da alcune delle malattie delle colture più devastanti del mondo. La citolisina è prodotta da agenti patogeni come batteri e funghi e può spazzare via interi raccolti se non viene utilizzata la protezione chimica. Lo studio, condotto da ricercatori di Tubinga e dalle loro istituzioni partner a Berkeley, Bordò, Lubiana, Liegi, e Wako in Giappone, così come Göttingen in Germania, possono portare a modi per proteggere meglio le colture da tali agenti patogeni in futuro. Lo studio è stato pubblicato nell'ultima edizione di Scienza .
La grande carestia in Irlanda ha causato circa un milione di vittime e ha costretto più di un milione di persone a emigrare. Cominciò nel 1845 con il fallimento dei raccolti di patate in quello e negli anni successivi a causa della peronospora della patata, causata da un oomicete chiamato Phytophthora infestans. Uccide rapidamente la pianta infetta e rovina i tuberi di patata.
"Questo organismo patogeno produce citolisina, una vera e propria tossina killer, " afferma la dottoressa Isabell Albert del Centro di biologia molecolare vegetale di Tubinga. L'obiettivo dell'organismo è uccidere le cellule vegetali in modo che possano nutrirsi del tessuto morto." A tal fine, la citolisina perfora la membrana cellulare della pianta, danneggiandolo irreparabilmente. Le cellule colpite muoiono.
Phytophthora infestans non è l'unico patogeno ad usare questa tattica, Alberto spiega. Così fa Pectobacterium carotovorum, che attacca principalmente le radici; è anche la modalità di attacco preferita dal fungo Botrytis, che rovina i raccolti di frutta e verdura. Quello che non si capiva fino ad ora era il motivo per cui queste citolisine danneggiano gravemente alcune specie di piante senza intaccarne altre. "Per esempio, cellule di tutti i tipi di cereali non vengono distrutte dalla tossina, "dice Alberto, "Gli agenti patogeni come la peronospora non danneggiano quindi i cereali".
I ricercatori hanno ora dimostrato che la sensibilità alla citolisina dipende da un recettore nella cellula vegetale che è significativamente diverso nei diversi tipi di piante. In entrambi i casi si tratta di una catena molecolare di residui zuccherini e grassi, ma in piante come patate e pomodori la catena è corta, mentre i cereali hanno una catena molecolare molto più lunga. "Questo recettore più lungo apparentemente significa che la citolisina può connettersi con il recettore nel grano o nell'orzo, ma non può raggiungere la membrana cellulare e quindi non può avere il suo effetto mortale, "Alberto riferisce.
Come il professor Thorsten Nürnberger, che ha diretto lo studio, spiegato, le caratteristiche dei diversi recettori delle tossine offrono un significativo potenziale applicativo:"Le piante sensibili alla Citolisina a causa del loro recettore includono molte erbe infestanti". Ciò apre la possibilità di sviluppare un erbicida naturale sulla base di una tossina microbica che agirebbe in modo molto selettivo, e quindi in un modo molto più rispettoso dell'ambiente rispetto ai comuni erbicidi odierni come il glifosato.
Un'altra prospettiva scaturita dallo studio, Norimberga ha detto, è stato lo sviluppo di nuovi tipi di prodotti chimici biologici fitoprotettivi. Dice che è concepibile che speciali molecole di zucchero possano essere usate per bloccare la tossina citolisina, impedendogli di attraccare su cellule vegetali vulnerabili. Ciò potrebbe consentire una protezione efficace dagli attacchi di una serie di malattie mortali delle piante, dice Norimberga.
