Potentially harmful intracellular Antarctic bacteria (Francisella): are unicellular eukaryotes with bipolar distribution the 'Trojan Horses' for their spread?

Ceppi di ciliati marini del genere Euplotes con distribuzione bipolare hanno rivelato di ospitare come endosimbionti gamma-proteobatteri del genere Francisella, che comprende specie patogene di pesci e dell’uomo (la più nota è F. tularensis, agente della tularemia). 

Uno di questi batteri endosimbionti, isolato nei nostri laboratori, è stato identificato come nuova specie antartica denominata F. adeliensis, con riferimento ad Adelie Cove (il sito di Baia Terra Nova dal quale proviene il ceppo di ciliato che la ospita). Il confronto del genoma (completamente sequenziato) di F. adeliensis con i genomi di Francisella accessibili in database pubblici, indica inequivocabilmente che questa specie forma un nuovo clado posizionato alla base dell’albero filogenetico di Francisella e correlato più strettamente con il clado formato dalle specie cosiddette ‘ambientali’. 

Ad oggi, ancora poco si conosce della biologia di F. adeliensis e, soprattutto, se questa specie sia endemica in Antartide o colonizzatrice secondaria veicolata dall'ospite. Per chiarire questi aspetti, il progetto propone un'analisi sistematica dei ceppi selvatici di ciliati polari e circumpolari raccolti in occasione di precedenti campagne e mantenuti in coltura in laboratorio, al fine di ottenere nuovi isolati di F. adeliensis e, auspicabilmente, di altre specie di Francisella. Da questa analisi verranno poi ricavate le informazioni necessarie per: (1) stabilirne le correlazioni filogenetiche e filogeografiche con le specie non polari, ambientali e patogene; (2) individuarne la base genetica dell'adattamento evolutivo all'ambiente polare; (3) saggiarne la capacità di colonizzare nuovi ospiti.

Mentre la comprensione dei meccanismi di base che hanno permesso la colonizzazione dell'Antartide da parte dei batteri Francisella ha implicazioni teoriche sulla biologia polare, l'ecologia e la biogeografia, la conoscenza delle basi genetiche dell'adattamento evolutivo di questi batteri alle acque polari può aprire la strada alla costruzione di sistemi modello ‘innocui’ da utilizzare nello studio e la gestione delle specie patogene di Francisella.