In ogni ecosistema c’è un trasferimento di energia tra individui appartenenti a diversi livelli trofici, cioè ai diversi livelli relativi alla nutrizione. Il primo livello trofico è quello degli autotrofi, cioè gli organismi produttori (come i vegetali) in grado di generare la sostanza organica necessaria per le loro esigenze nutrizionali, a partire da molecole inorganiche e da una fonte di energia.

Dal secondo livello trofico si trovano i consumatori, che hanno bisogno di sostanza organica per nutrirsi. Alla classe degli insetti appartengono consumatori di livelli differenti: i fitofagi (consumatori primari), che si alimentano di sostanze vegetali, e gli entomofagi (consumatori secondari) che si nutrono di altri insetti.

Questi ultimi possono essere classificati in predatori, che si nutrono della preda dopo averla uccisa, e parassitoidi, che colonizzano l’insetto ospite provocandone la morte al termine del proprio ciclo di sviluppo.

La femmina del parassitoide depone il proprio uovo all’interno o sul corpo dell’ospite e al contempo inietta delle sostanze, tra cui un veleno costituito da una complessa miscela di proteine, in grado di regolare la fisiologia dell’ospite, rendendolo un ambiente idoneo per lo sviluppo della propria progenie.

Nell’ultimo decennio gli approcci omici, come quelli della genomica o della proteomica, hanno consentito di identificare e caratterizzare a livello funzionale le proteine del veleno di diversi parassitoidi.

La nostra ricerca, tramite un metodo omico integrato, ha identificato le componenti del veleno del Torymus sinensis, parassitoide di Dryocosmus kuriphilus, a sua volta parassita del castagno.

La combinazione dei dati ottenuti dai differenti approcci (l’analisi informatica del trascrittoma, cioè l’espressione dei geni, degli Rna messaggeri della ghiandola preposta alla produzione del veleno combinata con l’analisi proteomica, mediante spettrometria di massa sul veleno del Torymus sinensis) ha permesso di identificare 143 proteine, tra cui le più abbondanti rientrano nella macrocategoria delle idrolasi, analogamente a quanto riscontrato nei veleni di altri parassitoidi.

Tutte le proteine sono coinvolte nella complessa sindrome parassitaria, con effetti negativi su sistema immunitario, metabolismo, processi fisiologici e di sviluppo dell’ospite.

Sebbene siano necessari ulteriori studi, le informazioni ottenute sono un ottimo punto di partenza per comprendere, a livello molecolare e funzionale, il ruolo del veleno nelle interazioni tra ospite e parassitoide e anche per identificare geni e molecole utili per lo sviluppo di nuove strategie di controllo nella lotta biologica integrata e applicazioni in ambito biomedico o industriale.

L’approccio usato è altamente innovativo perché consente l’identificazione di proteine di organismi non presenti nelle banche dati. Ciò è vero soprattutto per gli insetti, che con oltre un milione di specie sono gli organismi con il più alto livello di biodiversità e sono come tali una fonte straordinaria e pressoché inesauribile di molecole utili all’essere umano e all’ambiente.

Patrizia Falabella è professore ordinario di biotecnologie entomologiche presso l’Università degli studi della Basilicata.

P. Falabella et al., An integrated trans­criptomic and proteomic approach to identify the main Torymus sinensis venom components, Scientific reports (2021)