Cos’è la metagenomica?

Di Yolanda Smith, B.Pharm.Reviewed by Afsaneh Khetrapal, BSc

La metagenomica è lo studio dei microbi nel loro ambiente di vita naturale, che coinvolge le complesse comunità microbiche in cui solitamente esistono. Lo studio esamina la composizione genomica di un intero organismo, compreso ciascuno dei microbi che esistono al suo interno. È un concetto importante che i microbi e l’ospite siano pensati come interdipendenti e osservati come una comunità, piuttosto che considerati come entità separate.

Microbi della terra

I microbi sono essenziali per tutta la vita sulla terra perché sono coinvolti nei processi nella biosfera per convertire gli elementi chiave della vita (ad esempio carbonio, azoto, ossigeno, zolfo) in forme biologicamente accessibili. Questi cicli chimici dipendono dai microbi per continuare e mantenere la stabilità ambientale.

La vita umana è quindi intrinsecamente legata alle comunità microbiche, che sono responsabili della fornitura di nutrienti, metalli e vitamine. I microbi sono direttamente coinvolti nel processo di fermentazione, di bonifica delle tossine, di estrazione dei nutrienti e di digestione degli alimenti.

Comunità microbiche e salute umana

Dato il ruolo essenziale che i microbi giocano nella salute degli esseri umani e degli animali sulla terra, può sorprendere che la stragrande maggioranza della popolazione microbica che risiede negli esseri umani non sia stata osservata e studiata significativamente in passato.

Questo apre un nuovo campo di gioco per la ricerca nel campo della metagenomica. Se siamo in grado di approfondire la nostra comprensione delle comunità microbiche che interagiscono regolarmente con gli esseri umani, come quelle che risiedono all’interno del tratto gastrointestinale, questo può far luce sull’interazione tra microbi e salute umana. I microbi possono codificare percorsi metabolici che sono essenziali per la sopravvivenza della vita umana, anche se non esistono nel genoma degli esseri umani.

I cambiamenti nei livelli di microbi che interagiscono regolarmente con gli esseri umani possono essere associati a causare alcune condizioni di salute, come le malattie infiammatorie intestinali (IBD), malattie cardiovascolari, eczema o cancro.

I microbi responsabili di questi cambiamenti non sono probabilmente il tipo di microbi che causano direttamente malattie o infezioni. Invece, la spiegazione più probabile è che i microbi e il corpo umano normalmente lavorano insieme per digerire con successo il cibo, rimuovere le tossine dal corpo e impedire che le infezioni prendano il sopravvento sul corpo. Se c’è un cambiamento nella funzione del microbo che è così strettamente coinvolto con la salute umana, questo può tradursi nella presentazione di una condizione di salute nell’uomo interessato.

Metagenomica e tecniche di ricerca

Il campo della metagenomica è relativamente nuovo perché i microbi sono stati tradizionalmente studiati in un ambiente basato sul laboratorio, piuttosto che all’interno dell’ospite come entità combinata. Pertanto, la conoscenza attuale dei microbi nel loro habitat naturale è scarsa.

La metagenomica mira a fare progressi nella microbiologia ambientale e clinica, nonostante le barriere significative come la difficoltà di fare una cultura e la diversità genomica dei microbi. Si spera che una maggiore comprensione della natura dei microbi nell’ambiente potrebbe avere un impatto significativo su altre scienze e aree di ricerca, come la medicina, la biologia, la biotecnologia e l’ecologia.

In questa fase iniziale della metagenomica, la ricerca si concentra principalmente sui microbi non eucarioti, anche se si prevede che lo studio comprenderà tutte le aree della biologia nel tempo.

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK54011/
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3351745/
3. http://www.ucc.ie/apc/content/pdf/Meta-genomics.pdf
4. http://www.igs.umaryland.edu/research/metagenomics/

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Scritto da

Yolanda Smith

Yolanda si è laureata con una laurea in Farmacia alla University of South Australia e ha esperienza di lavoro sia in Australia che in Italia. È appassionata di come la medicina, la dieta e lo stile di vita influenzino la nostra salute e le piace aiutare le persone a capirlo. Nel suo tempo libero ama esplorare il mondo e conoscere nuove culture e lingue.

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