ROMA – I batteri si accendono a intermittenza come le luci natalizie: se illuminati con protoni le loro membrane cellulari, che come una pila hanno un polo elettrico positivo ed uno negativo, sono in grado di riemettere energia sotto forma di luce, come accade per i neuroni. L’inaspettato comportamento di questi organismi potrebbe spiegare perché alcuni batteri, come ad esempio il batterio killer Escherichia Coli, siano resistenti a trattamenti antibiotici.
La scoperta arriva dall’università di Harvard, dove il biofisico Adam Cohen ha accidentalmente individuate la singolare caratteristica. “Nessuno di noi ha conoscenze o inclinazioni a studiare i batteri”, ha dichiarato Cohen, che con il suo gruppo si occupa di neuroni e il cui obiettivo della ricerca era misurare la sensibilità alla luce da parte delle proteine all’interno di queste cellule cerebrali, in modo da poter ripristinare il corretto passaggio del segnale visivo e ripristinare la vista in persone con danni alla retina.
Lo studio della sensibilità neuronale alla luce aveva bisogno di uno strumento di misura in grado di quantificare il voltaggio nelle celluile neuronali, e per farlo gli scienziati sono ricorsi all’uso della GPR, la proteorodopsina assorbitore del verde, una proteina batterica che emette luce alla variazione di voltaggio sulla membrana, cioè quando la membrana di depolarizza. Tale luce è facilmente rivelabile e la sua misura ha permesso di stabilire l’energia prodotta nei neuroni.
La sorpresa per il team di Cohen è arrivata al momento di testare il nuovo metodo individuato: la proteina modificata GPR è stata inserita non nei neuroni, ma nel batterio Escherichia Coli. Il dottorando Joel Kralj esaminando i batteri modificati al microscopio è rimasto stupefatto nel vederli illuminarsi a intermittenza come luci natalizie, sintomo di una variazione di carica attivata dalla pompa ionica, un meccanismo di trasferimento di ioni tra le membrane cellulari.
Il comportamento dei batteri non è assolutamente chiaro per i ricercatori, infatti sebbene i microrganismi siano cresciuti insieme nella stessa piastra e siano supposti identici, mostrano un differente periodo di intermittenza nell’emissione di luce: alcuni si illuminano istantaneamente per poi spegnersi, altri emettono luce per diversi secondi, al contrario dei neuroni che lasciano passare l’impulso luminoso.
I ricercatori hanno ipotizzato che l’emissione di luce per alcuni secondi, che implica una depolarizzazione della membrana cellulare dei batteri, sia usata come meccanismo di espulsione di alcune molecole accumulate nel microrganismo, come tossine o antibiotici, tanto che Cohen ha sottolineato come questo metodo possa permettere di studiare il meccanismo di resistenza ai trattamenti antibiotici da parte di alcuni batteri, come nel caso dell’Escherichia Coli, il batterio killer responsabile dell’epidemia che ha interessato la Germania.