Un nuovo database per i batteri dei bio-reattori

Sequenziata la comunità microbica che vive all'interno dei bio-reattori che producono biogas

Mar. 15, 2016 at 10:00 am

RICERCA – Uno studio, in collaborazione tra l’Università di Padova e la Technical University of Denmark (DTU), ha prodotto il sequenziamento dei batteri presenti nei bio-reattori e lo sviluppo di un nuovo database con i dati riguardanti i genomi della comunità microbiotica presente nel bio-reattore.

Dal sequenziamento del primo genoma di virus, nel 1977, il sequenziamento genomico e la bioinformatica hanno fatto passi da gigante arrivando, nel 2001, al sequenziamento completo di un genoma umano. La mole di dati risultanti dai sequenziamenti (Big-Data) hanno portato alla creazione di database informatici. L’importanza di questi strumenti è quindi diventata enorme, vista l’impossibilità di analizzare una tale quantità di dati a livello manuale. Si sono così generati, a partire dalle più grandi banche dati come GenBank, alcuni database specifici e di settore come quello prodotto dal team del dott. Stefano Campanaro (Università di Padova) in collaborazione con Danmarks Tekniske Universitet (DTU). A fare da ponte tra le due Università la giovane ricercatrice Laura Treu.

L’innovativo database propone una piattaforma che contiene i dati del sequenziamento della popolazione microbica presente nei fermentatori usati per la produzione di biogas (metano), sfruttando come substrato il letame bovino; un elemento di scarto che può essere valorizzato impiegandolo nella produzione di energia. Un tipo di energia rinnovabile che, a sua volta, può essere trasformata in energia elettrica e calore.

Il biogas viene solitamente prodotto mediante un processo biologico chiamato digestione anaerobica, il quale è diviso in più step ed è svolto da una comunità microbica molto complessa. Questa comunità, fino a tempi molto recenti, era ritenuta piuttosto misteriosa, tanto che ci si riferiva a essa col termine black box. “Il miglior risultato della ricerca è la decodifica della black box – afferma il dott. Campanaro – ora il bioreattore non è più un oggetto oscuro, i ruoli delle specie microbiche sono più chiari e, anche per gli organismi difficilmente coltivabili in laboratorio, si può iniziare a ipotizzare un ruolo funzionale”.

Il lavoro del team si è diviso nella produzione del biogas alla DTU, nel gruppo della prof. Irini Angelidaki, e nelle analisi bioinformatiche, da parte del gruppo di ricerca padovano. Alla fine del complesso lavoro di produzione ed elaborazione dei dati ne è scaturita una pubblicazione su Biotechnology for Biofuels e il nuovo database. I dati riportati sono per addetti ai lavori ma, per chi se ne intende o per chi è curioso, l’accesso è aperto e si può andare a sbirciare dati e risultati. Questo nuovo strumento vuole diventare una banca dati di riferimento dei genomi microbici legati alla produzione del biogas che semplificherà notevolmente gli studi di genomica in questo settore.

Dalla ricerca emerge un quadro estremamente interessante in cui diverse specie microbiche hanno un ruolo specifico nella degradazione della materia organica e nella produzione del biogas. La comunità, in pratica, è un sistema bilanciato in cui ognuno ha un ruolo specifico importante per ottenere il risultato finale. Grazie a questo studio è ora molto più semplice comprendere il ruolo che ogni specie svolge all’interno della comunità microbica.

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