• simbiosi
• Euplotes
• Ciliati

In letteratura è nota la simbiosi obbligata tra un gruppo monofiletico di specie di Euplotes ed endosimbionti batterici citoplasmatici della classe dei Betaproteobacteria. Tali endosimbionti sembrano essere essenziali per la riproduzione del ciliato e per la sua sopravvivenza; infatti i ciliati privati artificialmente dei loro endosimbionti cessano di dividersi e muoiono. E' stato ipotizzato che questi batteri svolgano una funzione che è stata persa dal comune ancestore delle specie ospiti e che rivestano, quindi, un ruolo importante nell'evoluzione, nella fisiologia e nell'ecologia di questi ciliati. In alcuni casi nella cellula ospite è presente il simbionte Polynucleobacter necessarius, in altri casi il simbionte “Candidatus Protistobacter heckmanni”. La filogenesi costruita sulla base delle sequenze del gene per l'rRNA 16S chiarisce che i due endosimbionti appartengono a cluster distinti nella classe dei Betaproteobacteria; in particolare il secondo simbionte cade in un cluster la cui posizione filogenetica diverge precocemente rispetto al genere Polynucleobater e che risulta costituito esclusivamente da questi simbionti. Altri studi hanno evidenziato l’esistenza, oltre ai P. necessarius simbionti, di ceppi di P. necessarius a vita libera. Essi differiscono dai primi in quanto presentano un differente stile di vita ed una diversa dimensione del genoma. L’obiettivo del presente studio consiste nell’investigare il livello di specificità funzionale di questi differenti tipi batterici nei confronti dei diversi potenziali ospiti. Oggetto di studio sono state le specie ospiti Euplotes harpa (ceppo FSP1.4) ed Euplotes woodruffi (ceppo POH1), entrambe campionate in ambienti salmastri costieri ed ospiti naturali, rispettivamente, dei simbionti P. necessarius e “Candidatus P. heckmanni”. La rimozione dei simbionti è stata effettuata tramite trattamenti in penicillina. Sono stati condotti due tipi diversi di esperimenti di re-infezione: 1) acquisizione dei batteri tramite fagocitosi, 2) microiniezione dei batteri direttamente all’interno del citoplasma dei ciliati. Tali esperimenti sono stati condotti sia con batteri simbionti, P. necessarius e “Candidatus P. heckmanni”, sia con P. necessarius a vita libera (ceppi QLW-P1DMWA-1 e MWH-MoK4). Per ciascuna tipologia di esperimento sono state usate più repliche e più controlli. A seguito di ciascun esperimento, è stata verificata la capacità, da parte dei batteri, di colonizzare il citoplasma del ciliato e di re-instaurarne la divisione. I controlli relativi alla eventuale presenza ed identità dei batteri sono stati effettuati tramite metodi istologici come la colorazione in acetorceina e metodi molecolari, quali la Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) e la caratterizzazione del gene codificante l' rRNA 16S. I risultati relativi agli esperimenti di re-infezione tramite fagocitosi mostrano che i batteri sono effettivamente acquisiti: la FISH ha evidenziato la loro presenza all’interno dei vacuoli fagocitotici ed in un caso anche nel citoplasma dopo un paio di giorni; tuttavia i batteri non perduravano mai nel citoplasma nei giorni seguenti. Non é, dunque, possibile instaurare la simbiosi tramite acquisizione per fagocitosi. Gli esperimenti di microiniezione, invece, hanno portato ad una re-instaurazione della simbiosi solo nel caso del P. necessarius simbionte con il suo ospite originale E. harpa (ceppo FSP1.4). Si deduce che I) i P. necessarius a vita libera non sembrano poter sostituire funzionalmente i simbionti, né sembrano essere in grado di colonizzare il citoplasma di Euplotes; II) la tecnica di microiniezione può essere applicata a P. necessarius, ma non al “Candidatus P. heckmanni” che sembra essere più sensibile a tale tecnica: infatti, la re-infezione di tale simbionte nel suo ospite originario non ha avuto esito positivo; III) é presente un certo grado di specificità nei confronti dell’ospite: il P. necessarius simbionte non ha, infatti, instaurato simbiosi con l'ospite di “Candidatus Protistobacter”. In conclusione, almeno per quanto riguarda gli aspetti funzionali, gli esperimenti dimostrano un ampio grado di divergenza evolutiva sia tra le due diverse associazioni simbiotiche, sia tra i P. necessarius simbionti e quelli a vita libera. I risultati ottenuti indicano che il livello di specificità di queste simbiosi è molto elevato.