Come tutti gli organismi, le piante sono associate a comunità batteriche in cui i batteri utili e dannosi competono per il dominio. Tra le armi di questi batteri in guerra ci sono le siringhe molecolari che alcuni batteri possono usare per iniettare tossine in altri. In uno studio pubblicato nel numero del 2 febbraio del Journal of Biological Chemistry , i ricercatori della McMaster University in Canada hanno individuato l'identità di una di queste tossine utilizzata da un batterio del suolo che protegge le piante dalle malattie.

Il batterio Pseudomonas protegens può uccidere i patogeni delle piante che vivono nel suolo, compresi funghi e batteri che attaccano le radici di colture importanti come il cotone. Pseudomonas protegens rilascia diversi composti antimicrobici nel terreno, ma John Whitney era curioso in particolare dei composti che stava iniettando direttamente in altri batteri attraverso il sistema di secrezione di tipo VI, o T6SS.

"[Il T6SS] è questa nanomacchina molecolare che inietta proteine ​​tossiche in altre specie di batteri e li uccide, " Whitney ha detto. "I batteri fitoprotettori che hanno [T6SS] possono proteggere le piante dai patogeni meglio rispetto ai [batteri] che non ce l'hanno".

Jenny Tang e Nathan Bullen, studenti universitari dell'Università di Waterloo che lavorano con Whitney in un incarico di studio-lavoro in cooperativa, ha guidato la scoperta che la proteina tossica utilizzata da P. protegens contro altri batteri agisce su una molecola presente in quasi tutte le cellule viventi:la nicotinammide adenina dinucleotide, o NAD+.

NAD+ è un cofattore, o molecola "aiutante", in molte reazioni biochimiche. Iniettando una proteina che distrugge il NAD+, P. protegens è in grado di uccidere altri batteri.

Il team ha quindi studiato le sequenze del genoma di molti altri batteri per vedere quanto sia diffusa la strategia di mirare al NAD+ nella guerra microbica. Hanno scoperto che molti batteri con sistemi di secrezione trasportano geni simili a quello che codifica per la tossina che prende di mira il NAD.

"Abbiamo iniziato a vedere che questo non è solo un modo di uccidere messo in atto da batteri fitoprotettori, " Whitney ha detto. "Se si guarda alla distribuzione di questa (proteina) tra tutti i batteri sequenziati, sembra che molti batteri diversi in molte diverse nicchie ambientali utilizzino questa modalità d'azione per competere con altri batteri".

L'abbondanza di queste tossine in natura solleva molte domande:come si evolvono batteri diversi in ambienti diversi per resistere a questa tossina? Le tossine che prendono di mira il NAD sono più efficaci contro alcune specie batteriche rispetto ad altre? Comprendere la diversità delle armi batteriche è un'area di studio attiva tra i ricercatori agricoli che vorrebbero sviluppare modi migliori per combattere le malattie delle piante.

"L'identificazione e la caratterizzazione delle tossine antibatteriche prodotte dai batteri fitoprotettori potrebbe un giorno consentirci di ingegnerizzare questi batteri per avere una maggiore capacità di sopprimere i patogeni, "Ha detto Whitney.