Un parassita che non solo si nutre del suo ospite, ma fa anche sì che quest'ultimo modifichi il proprio metabolismo e quindi la biologia:i microbiologi del NIOZ Su Ding e Joshua Hamm, Nicole Bale, Jaap Damsté e Anja Spang lo hanno dimostrato per la prima volta in uno specifico gruppo di microbi parassiti chiamati DPANN archaea. Il loro studio, pubblicato su Nature Communications , dimostra che questi archaea sono "mangiatori molto esigenti", il che potrebbe spingere i loro ospiti a cambiare il menu.
Gli Archaea sono un gruppo distinto di microbi, simili ai batteri. Il team di microbiologi del NIOZ studia i DPANN-archaea, che hanno cellule particolarmente piccole e relativamente poco materiale genetico. Gli archaea DPANN costituiscono circa la metà di tutti gli archaea conosciuti e dipendono da altri microbi per il loro sostentamento:si attaccano al loro ospite e ne prendono i lipidi come materiale da costruzione per la loro membrana, il loro strato esterno.
Finora si pensava che questi archaea parassiti mangiassero qualsiasi tipo di lipide dal loro ospite per costruire la loro membrana. Ma per la prima volta, Ding e Hamm sono stati in grado di dimostrare che l'archeone parassita Candidatus Nanohaloarchaeum antarcticus non contiene tutti i lipidi contenuti nel suo ospite Halorubrum lacusprofundi, ma solo una selezione di essi. "In altre parole:Ca. N. antarcticus è un mangiatore schizzinoso", conclude Hamm.
Gli archaea sono organismi unicellulari che a lungo si è creduto fossero un gruppo specifico di batteri. Simili ai batteri, non hanno un nucleo con DNA o altri organelli all'interno delle loro cellule. A partire dagli anni ’70, tuttavia, i microbiologi non considerano più i batteri archaea, ma li classificano come un dominio separato in tutte le forme di vita. Quindi ora abbiamo gli archaea, i batteri e gli eucarioti, questi ultimi compresi tutti gli animali e le piante, che hanno un nucleo con materiale genetico nelle loro cellule.
Analizzando i lipidi nell'ospite con o senza i parassiti, Ding e Hamm sono stati anche in grado di dimostrare che l'ospite risponde alla presenza dei parassiti. Gli ospiti cambiano la loro membrana, non solo quali tipi di lipidi e le quantità di ciascun tipo utilizzate, ma modificano anche i lipidi per cambiare il loro comportamento.
Il risultato è un aumento del metabolismo e una membrana più flessibile che rende anche più difficile il passaggio del parassita. Ciò potrebbe avere delle conseguenze per l'ospite, spiega Hamm. "Se la membrana dell'ospite cambia, ciò potrebbe avere un impatto sul modo in cui questi ospiti possono rispondere ai cambiamenti ambientali, ad esempio nella temperatura o nell'acidità."
La svolta in questa ricerca microbiologica è stata la progettazione di una nuova tecnica analitica da parte di Su Ding presso NIOZ. Finora, per analizzare i lipidi era necessario sapere quali gruppi lipidici si stavano cercando e individuarli nell'analisi. Ding ha progettato una nuova tecnica con la quale può osservare tutti i lipidi contemporaneamente, anche quelli che ancora non conosci. "Probabilmente non saremmo stati in grado di vedere i cambiamenti nei lipidi se avessimo utilizzato un approccio classico, ma il nuovo approccio lo ha reso semplice", afferma Hamm.
I microbiologi sono molto entusiasti di queste nuove scoperte. "Non solo getta una prima luce sulle interazioni tra i diversi archaea, ma fornisce una visione totalmente nuova dei fondamenti dell'ecologia microbica", afferma Hamm.
"Soprattutto perché ora abbiamo dimostrato che questi microbi parassiti possono influenzare il metabolismo di altri microbi, che a loro volta potrebbero alterare il modo in cui possono rispondere al loro ambiente. È necessario un lavoro futuro per determinare in che misura ciò potrebbe influire sulla stabilità dei microbi comunità in condizioni mutevoli."
Ulteriori informazioni: Su Ding et al, Reclutamento selettivo di lipidi da parte di un simbionte arcaico DPANN dal suo ospite, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47750-2
Informazioni sul giornale: Comunicazioni sulla natura
Fornito dall'Istituto reale olandese per la ricerca marina
