L’evoluzione dei patogeni batterici

Diversi batteri appartenenti al gruppo dei Rickettsiales sono agenti causativi di malattie umane come tifo ed ehrlichiosi. Comprendere la transizione evolutiva di tali patogeni umani dai batteri che conducono vita libera potrebbe aiutarci a combattere più efficacemente tali malattie. In questo contesto è stato avviato il progetto RICKOCHET (Origin and evolution of host-association and pathogenicity in the Rickettsiales).

RICKOCHET ha ottenuto materiale genomico da lignaggi di alfa protobatteri come lignaggi endosimbiotici C36 ed EI3 oltre a tre cellule singole di alfa protobatteri. O14 e N20 sono stati isolati dalle acque oceaniche negli Stati Uniti, e la cellula L4 è stata isolata da acqua lacustre. I membri del progetto hanno utilizzato sequenziamento di nuova generazione e genomica delle singole cellule per ottenere informazioni su origine ed evoluzione delle differenti specie e lignaggi di Rickettsiales.

Per iniziare i ricercatori hanno preparato librerie di sequenze e assemblato i dati delle sequenze. Hanno così ottenuto genomi quasi completi per C36 ed EI3. Per le cellule acquatiche singole (N20, O14 e L4) sono riusciti a ottenere genomi parziali.

Hanno ottenuto diverse informazioni importanti: le analisi di C36 ed EI3 hanno rivelato che contenevano diversi geni coinvolti nei processi di interazione con l’ospite in comune con i patogeni umani appartenenti ai Rickettsiales. I risultati suggeriscono che l’interazione con le amebe (in questo caso l’ospite di C36 ed EI3) avrebbe facilitato l’evoluzione di patogeni batterici intracellulari. Questi risultati sono stati pubblicati in due documenti.

L’analisi del 50 % del genoma di L4 ha svelato che si tratta di un lignaggio estremamente diversificato delle Rickettsiaceae. Possiede sia i geni per la vita flagellare che parassitaria. Si tratta di un collegamento mancante dell’emergere delle Rickettsiaceae; un’analisi più approfondita di questo lignaggio dovrebbe fornire nuove informazioni.

Sebbene i genomi di O14 e N20 appartengano al tipo degli alfa-protobatteri come i Rickettsiales, non presentano alcun segno di stile di vita intracellulare. Ulteriori analisi comparative dovrebbero far luce sui fattori che contribuiscono all’emergere dello stile di vita intracellulare nei Rickettsiales.

Le scoperte di RICKOCHET hanno gettato le basi per l’ulteriore ricerca sulle modifiche genetiche che favoriscono la patogenicità nei microbi. Le applicazioni includono la progettazione di farmaci, lo sviluppo di vaccini e l’ingegneria microbica.