Come la struttura di motilità degli archaea unicellulari è fissata alla loro superficie

Un team di ricerca guidato dalla microbiologa di Friburgo Prof. Dr. Sonja-Verena Albers ha descritto la struttura della proteina con cui la struttura della motilità è fissata alla parete cellulare degli archaea – un tipo di forma di vita unicellulare. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che questa proteina è essenziale per la struttura e il funzionamento dell’organo. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati nel numero attuale della rivista Structure.

I procarioti, forme di vita unicellulari senza un nucleo cellulare, sono suddivisi in batteri e archei. Molte meno ricerche sono state condotte sugli archaea, perché nessuna forma patogena è stata ancora descritta. I primi archaea isolati provenivano da habitat come sorgenti di zolfo caldo, sorgenti calde nel mare profondo o laghi estremamente salini. Gli scienziati hanno quindi a lungo supposto che gli archaea possono crescere solo in ambienti estremi come questi. Ora si sa che gli archei, come i batteri, possono essere trovati in quasi tutti gli habitat – nella flora intestinale e sulla pelle degli esseri umani, tra gli altri posti. Queste scoperte hanno fornito uno stimolo per nuove ricerche.

È importante che i microrganismi siano in grado di muoversi da soli: Quando le loro condizioni di vita si deteriorano, sono in grado di trovarne di migliori da soli. La struttura della motilità dei batteri, il flagello, è stata oggetto di ricerche dettagliate per più di 30 anni. Consiste di fino a 50 proteine assemblate secondo una sequenza fissa di eventi. Il risultato è una frusta fatta di filamenti proteici che funziona come un’elica: Un “motore” all’estremità fissato alla parete cellulare gli permette di ruotare, consentendo al batterio di nuotare.

Fino a pochi anni fa, gli scienziati ritenevano che anche gli archaea usassero i flagelli per muoversi. Tuttavia, il sequenziamento del primo genoma arcaico ha rivelato chiare differenze nelle strutture delle strutture di motilità dei batteri e degli archaea. Si è scoperto che gli archaea usano una struttura chiamata archaello per nuotare. Nell’organismo modello Sulfolobus acidocaldarius, esso consiste di sole sette subunità ma raggiunge lo stesso rendimento del flagello nonostante questa semplice struttura. Solo pochi studi strutturali delle subunità che compongono l’archaello sono stati condotti fino ad oggi. Due anni fa il team di ricerca di Albers ha scoperto la struttura della proteina motrice FlaI e ha dimostrato che forma il complesso motorio dell’archaello insieme alle proteine FlaX e FlaH. Nel loro articolo appena pubblicato, i ricercatori descrivono la proteina FlaF, che si lega specificamente all’unica proteina della parete cellulare dell’organismo modello e la fissa saldamente lì. “È importante saperne di più su queste strutture della parete cellulare e della superficie, poiché gli archaea possono usarle per interagire con l’ambiente – e quindi anche con le cellule umane”, dice Albers.