Como todos os organismos, as plantas estão associadas a comunidades bacterianas nas quais bactérias úteis e prejudiciais competem pelo domínio. Entre o armamento dessas bactérias guerreiras estão as seringas moleculares que algumas bactérias podem usar para injetar toxinas em outras. Em um estudo publicado na edição de 2 de fevereiro da Journal of Biological Chemistry , pesquisadores da Universidade McMaster, no Canadá, identificaram a identidade de uma dessas toxinas, usada por uma bactéria do solo que protege as plantas contra doenças.

A bactéria Pseudomonas protegens pode matar patógenos de plantas que vivem no solo, incluindo fungos e bactérias que atacam as raízes de culturas importantes, como o algodão. Pseudomonas protegens libera diversos compostos antimicrobianos no solo, mas John Whitney estava curioso especificamente sobre os compostos que estava injetando diretamente em outras bactérias através do sistema de secreção tipo VI, ou T6SS.

"[O T6SS] é esta nanomáquina molecular que injeta proteína tóxica em outras espécies de bactérias e as mata, "Whitney disse." Bactérias protetoras de plantas que têm [T6SS] podem proteger plantas de patógenos melhor do que [bactérias] que não têm. "

Jenny Tang e Nathan Bullen, alunos de graduação da Universidade de Waterloo trabalhando com Whitney em uma tarefa de estudo de trabalho cooperativo, liderou a descoberta de que a proteína tóxica usada por P. protegens contra outras bactérias atua em uma molécula encontrada em quase todas as células vivas:dinucleotídeo de adenina nicotinamida, ou NAD +.

NAD + é um co-fator, ou molécula "auxiliar", em muitas reações bioquímicas. Ao injetar uma proteína que destrói NAD +, P. protegens é capaz de matar outras bactérias.

A equipe então investigou as sequências do genoma de muitas outras bactérias para ver o quão difundida é a estratégia de direcionar o NAD + na guerra microbiana. Eles descobriram que muitas bactérias com sistemas de secreção carregam genes semelhantes ao que codifica a toxina direcionada ao NAD.

"Começamos a ver que esta não é apenas uma forma de matar que é executada por bactérias protetoras de plantas, "Whitney disse." Se você olhar para a distribuição desta (proteína) entre todas as bactérias sequenciadas, parece que muitas bactérias diferentes em muitos nichos ambientais diferentes usam esse modo de ação para vencer outras bactérias. "

A abundância dessas toxinas na natureza levanta muitas questões:como diferentes bactérias em diferentes ambientes evoluem para resistir a essa toxina? As toxinas direcionadas ao NAD são mais eficazes contra algumas espécies bacterianas do que outras? Compreender a diversidade de armas bacterianas é uma área ativa de estudo entre pesquisadores agrícolas que desejam desenvolver melhores formas de combater doenças de plantas.

"A identificação e caracterização de toxinas antibacterianas produzidas por bactérias protetoras de plantas pode um dia nos permitir projetar essas bactérias para ter uma capacidade aprimorada de suprimir patógenos, "Whitney disse.