Gli scienziati scoprono il collegamento mancante tra i sistemi di difesa immunitaria batterica

Comprendere come i batteri si difendono dagli attacchi virali ha implicazioni rilevanti per la stabilità del microbiota, la ricerca sulla resistenza agli antibiotici e lo sviluppo di nuovi strumenti biotecnologici. Batteri e archaea dispiegano decine di distinti sistemi immunitari antivirali, molti dei quali condividono proteine simili, suggerendo profonde relazioni evolutive che stiamo appena iniziando a mappare.

Questo studio, condotto da ricercatori della NIH National Library of Medicine e da collaboratori in Germania, nel Regno Unito e in Nuova Zelanda, ha eseguito analisi filogenetiche e strutturali esaustive delle proteine elicasi della famiglia YprA — un gruppo noto per essere centrale in diversi sistemi di difesa batterici. L'obiettivo era chiarire come questi sistemi si siano evoluti e come si relazionino tra loro.

La scoperta principale è una nuova classe di sistemi di difesa che gli autori hanno denominato ARMADA (disARM-related antiviral defense array). ARMADA condivide due proteine con il sistema DISARM, ma presenta varianti dell'elicasi YprA più simili a quelle presenti in Druantia, collocandosi come ponte evolutivo tra questi due sistemi precedentemente scollegati. Il gruppo ha inoltre validato sperimentalmente che ARMADA protegge i batteri da un ampio spettro di fagi attraverso un meccanismo diretto e non abortivo — il che significa che i batteri sopravvivono alla risposta immunitaria anziché sacrificarsi, come avviene invece nelle strategie di infezione abortiva.

È stato inoltre riscontrato che i sistemi ARMADA e Druantia di Tipo III co-occorrono all'interno di nuovi elementi genetici mobili denominati dai ricercatori SPIDERs (satellite phage integrated defensive and ecotypic replicons). Questi elementi sembrano conferire una resistenza ai fagi sinergica e potenziata quando entrambi i sistemi sono presenti contemporaneamente.

Per la comunità interessata alla longevità e alla salute, questi risultati approfondiscono la comprensione di come le comunità del microbiota difendano la propria integrità dagli attacchi virali — un processo direttamente rilevante per la stabilità del microbiota intestinale, la funzione immunitaria e lo sviluppo di strumenti analoghi al CRISPR. Tra i limiti dello studio vi è il fatto che i dettagli meccanicistici completi rimangono ancora da chiarire; inoltre, la presente sintesi si basa esclusivamente sull'abstract.