BMR GENOMICS - Centro Stress Ossidativo · 2016. 9. 26. · OVERVIEW Cos'è? Cosa fa? Come si...

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Microbioma e innovazioneBarbara Simionati

BMR GENOMICS SPIN OFF UNIVERSITÀ DI PADOVA

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OVERVIEWCos'è?

Cosa fa? Come si forma?

Perchè ci interessa? Come si studia? Quale futuro?

Letture Progetto microbioma italiano

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Microbioma e MicrobiotaCosa sono?

Batteri Uomo

Cellule (trigliardi) 100 10

Geni (migliaia) 2000 20

99% batteri si trova nell’intestino

Più di 1000 specie di batteri… ma anche funghi, archea, e virus

99% batteri si trova nell'intestino4

SVILUPPO DEL MICROBIOMA

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IL RUOLO DEL MICROBIOMA?

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PERCHE’ IL MICROBIOMA?J_F. BACH - N Engl J Med, Vol. 347, No. 12 - 2002

Depressione AnsiaSchizofreniaParkinson

ObesitàDiabeteCancro al colonMorbo di Crohn

Colite ulcerativaIntestino irritabileArtrite reumatoideAsma

IschemiaIpertensioneMalattie circolatorieAutismo7

IPOTESI

1. Antibiotici2. Dieta3. Eliminazione degli

enteropatogeni (elminti)4. Vaccinazione e riduzione

dell’esposizione a malattie infettive

5. Taglio cesareo e allattamento artificiale

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L’INNOVAZIONE

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L’INNOVAZIONE

❖ Seconda generazione (NGS o NextGen)

❖ Prima generazione (Sanger)

X 50 Milioni

X 1

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Il sequenziamento del DNA

IL SEQUENZIAMENTO

❖ Prima generazione (Sanger)

❖ Seconda generazione (NGS)

Batterio isolato

Comunità microbica

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COSA CONOSCIAMO DEL MONDO DEI MICRORGANISMI

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❖ Metodi coltura dipendenti

❖ Metodi coltura indipendenti

COME SI STUDIA?

Si legge l’informazione contenuta negli acidi nucleici (DNA o RNA).

La sequenza dei nucleotidi può essere letta tramite la tecnologia del

Sequenziamento del DNA ed interpretata.

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La maggior parte dei batteri non cresce in vitro

IL GENE 16S RNA❖ Ubiquitario nei procarioti❖ Lunghezza informativa (circa 1500 bp)❖ Regioni ipervariabili (V1-V9) e regioni conservate❖ Database aggiornati (Greengenes, Silva, RDP)❖ Sequenziamento totale o parziale del gene e confronto con database permettono l’identificazione

del microrganismo

r

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COME SI STUDIA?

COME SI STUDIA?

Next Generation DNA Sequencing (NGS)

Rivoluzione tecnologicaDal 2005

16S rRNABARCODE

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DAL CAMPIONE ALL’IDENTIFICAZIONE

Il DNA batterico viene estratto e preparato per essere sequenziato. Le sequenze vengono analizzate con software bioinformatici per

identificare la comunità batterica.

DNA LIBRERIA SEQUENZIAMENTO DATI

COMUNITA’ MICROBICA

ANALISI BIOINFORMATICA

Miseq Illumina

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L’ANALISI BIOINFORMATICA

OTU (Unità Operativa Tassonomica) sono cluster di sequenze simili del gene 16S rRNA e rappresentano specie o generi batterici.

Batteri

16S rRNA

Le sequenze prodotte dal sequenziatore sono raccolte in file testuali molto grandi (anche diversi Giga byte)

Le sequenze devono essere elaborate con software bioinformatici ad hoc.

Batteri

OTU33.3%

OTU16.6% OTU

50%

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L’ANALISI BIOINFORMATICALe percentuali delle OTU vengono trasformate in

abbondanza relativa dei batteri per ogni livello

tassonomico.

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L’analisi bioinformatica permette di trovare le differenze nella comunità microbica dei campioni dovute a:

PCoA

Queste differenze possono raggruppare o meno i

campioni all’interno di un sistema di riferimento.

- composizione in specie- abbondanza relativa.

L’ANALISI BIOINFORMATICA

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QUALE FUTUROTrapianto fecale

Probiotici e prebioticiFarmaci

Batteri ingegnerizzati

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LETTURE

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

www.microbiomaitaliano.itinfo@microbiomaitaliano.it

Barbara Simionatidirezione@bmr-genomics.it

Progetto microbioma italiano

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