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Gli scienziati dell'Università di Birmingham hanno inventato un nuovo metodo per incoraggiare i batteri a formare ecosistemi che promuovono la crescita che potrebbero essere utilizzati per rivestire le radici delle piantine delle piante, il che dovrebbe tradursi in piante più forti e più sane e maggiori raccolti in agricoltura.
In natura, le radici delle piantine formano relazioni reciprocamente vantaggiose con le comunità di microbi (funghi, batteri, virus) nel suolo e si scambiano i nutrienti, consentendo sia alla pianta che ai microbi di prosperare. Ciò è particolarmente critico nelle prime fasi della vita di una pianta, quando la piantina è in una corsa contro il tempo per raggiungere una crescita autosufficiente prima che i nutrienti e le riserve di energia nel seme si esauriscano.
Il Dr. Tim Overton, un microbiologo applicato della School of Chemical Engineering dell'Università, e il Dr. Francisco Fernandez-Trillo della School of Chemistry hanno guidato un team per sviluppare nuovi polimeri sintetici che stimolano la formazione di queste comunità batteriche in un modo che rispecchia un processo naturale noto come formazione di biofilm.
Un biofilm è una comunità di microbi finemente orchestrata, supportata da una matrice di polimeri biologici che forma un microambiente protettivo e tiene unita la comunità.
I ricercatori hanno lavorato insieme a un progetto quadriennale su come i polimeri interagiscono con i batteri, che ha portato alla sintesi di un gruppo di polimeri a base di acilidrazone.
Questi nuovi polimeri sono stati progettati per agire come un'impalcatura adesiva, "seminando" la formazione di un complesso microrganismo-polimero per avviare e accelerare la formazione di biofilm. Una volta formato il biofilm, i batteri diventano una comunità autosufficiente e auto-organizzante e producono la propria matrice per consentire la trasmissione di nutrienti e acqua e lo scarico dei prodotti di scarto.
Il progetto prevedeva il dottorato di ricerca. gli studenti Pavan Adoni e Omar Huneidi, che successivamente hanno portato avanti la ricerca dimostrando che i polimeri aggregano i batteri e migliorano la formazione del biofilm. Fondamentalmente, hanno anche dimostrato che il processo è completamente reversibile e che il biofilm può essere disperso cambiando le condizioni ambientali. I risultati di questi esperimenti e di ulteriori studi saranno pubblicati nel 2022.
Pavan Adoni ha commentato:"Prevediamo che alla fine il polimero sarà utilizzato come rivestimento del seme, forse insieme a batteri come B. Subtilis, che è naturalmente presente nel suolo, aumenta la tolleranza allo stress delle piante ed è attualmente utilizzato come inoculante per il terreno. Prevediamo un approccio più mirato che tratti solo il seme, in modo che quando germina i batteri sono pronti a crescere nell'ambiente di approdo sicuro fornito da un complesso polimerico di microrganismi. In definitiva ciò dovrebbe portare a piante più forti, che crescono più rapidamente , e hanno una maggiore resilienza alle malattie".
L'Università di Birmingham Enterprise ha depositato un'ampia domanda di brevetto che copre i nuovi polimeri, il metodo di formazione del biofilm e il metodo di scissione del polimero e il suo utilizzo per promuovere la crescita di un biofilm con qualsiasi microrganismo, compresi quelli che possono produrre o fornire sostanze chimiche o molecole biologiche.
Il brevetto è stato ora concesso in licenza alla società specializzata in scienze della vita PBL Technology, che investe, protegge e promuove innovazioni emergenti da fonti di ricerca pubbliche in tutto il mondo. In agricoltura, le tecnologie di PBL includono la genetica delle colture, i trattamenti delle colture, l'agricoltura di precisione, i promotori e gli strumenti di ricerca e sviluppo. + Esplora ulteriormente
