L'sRNA batterico specifico gioca un ruolo chiave nella simbiosi tra Vibrio fischeri e calamaro

I batteri che vivono in simbiosi all'interno del calamaro hawaiano possono indirizzare il calamaro ospite a modificare il suo normale programma di espressione genica per creare una casa più invitante, secondo un nuovo studio pubblicato in Biologia PLoS dai ricercatori dell'Università delle Hawaii (UH) presso la Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

Quasi ogni organismo e ambiente ospita una collezione di microbi simbionti - un microbioma - che sono una componente integrale della salute ecologica e umana.

Nei batteri, il piccolo RNA (sRNA) è un elemento chiave che influenza l'espressione genica negli organismi microscopici, però, ci sono state poche prove che i batteri benefici utilizzino queste molecole per comunicare con i loro ospiti animali.

Nel nuovo studio, autrice principale Silvia Moriano-Gutierrez, un borsista post-dottorato presso il Pacific Biosciences Research Center presso SOEST, e i coautori hanno scoperto che uno specifico sRNA batterico che è tipicamente responsabile del controllo di qualità della produzione di proteine ​​nel batterio svolge un ruolo essenziale nella simbiosi tra Vibrio fischeri e il calamaro.

Il calamaro hawaiano recluta V. fischeri per abitare l'organo di luce del calamaro, poiché il batterio è luminescente e mimetizza il calamaro durante la sua caccia notturna.

Attraverso il sequenziamento dell'RNA, gli scienziati hanno trovato nelle sequenze di sRNA del sangue di calamaro che sono state prodotte da batteri che abitano l'organo di luce e hanno trovato un'alta concentrazione di uno specifico sRNA all'interno delle cellule ospiti che rivestono le cripte dove vivono i batteri.

"La presenza di questo particolare sRNA si traduce in un 'calmante' la reazione immunitaria del calamaro, che aumenterà l'opportunità per i batteri di colonizzare in modo persistente il tessuto ospite, e fornire i loro effetti benefici, " ha detto il dottor Moriano-Gutierrez.

"Questo lavoro rivela il potenziale per gli sRNA di un simbionte batterico non solo di controllare le proprie attività, ma anche di innescare risposte critiche che promuovono una partnership pacifica con il suo ospite".

I ricercatori, tra cui il co-autore e studente universitario UH Mānoa Leo Wu, determinato il carico di sRNA dei batteri nelle vescicole della membrana esterna, che vengono trasportati nelle cellule che circondano la popolazione simbionte nell'organo di luce, riducendo le attività antimicrobiche del calamaro nella posizione giusta.

"È stato inaspettato trovare un sRNA batterico comune che si era evoluto per una funzione domestica nel batterio per essere specificamente reclutato in una comunicazione batterio-ospite durante l'inizio della simbiosi, " ha detto il dottor Moriano-Gutierrez.

Prevediamo che il riconoscimento e la risposta di un ospite a specifici sRNA simbionti emergeranno come una nuova importante modalità di comunicazione tra i batteri ei tessuti animali in cui vivono. Restano da esplorare altri RNA simbionti che entrano nelle cellule ospiti».

Silvia Moriano-Gutierrez, Autore principale dello studio e borsista post-dottorato, Centro di ricerca sulle bioscienze del Pacifico, Scuola di Scienze e Tecnologie dell'Oceano e della Terra (SOEST)

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