Riassunto analitico
Gli animali convivono con comunità microbiche che si sono co-evolute con loro nell’arco di milioni di anni e che interagiscono con loro, formando dei rapporti simbiotici ospite-microrganismo. Per quanto riguarda l’uomo, il sito più abbondantemente colonizzato da microorganismi è il colon, dove il numero di cellule microbiche supera il numero totale di cellule dell’organismo umano di un ordine di grandezza. Il microbiota intestinale è una densa e complessa comunità microbica dominata da microorganismi del dominio Bacteria, che rappresentano la componente maggiormente conosciuta in termini di composizione e di funzione. Microorganismi appartenenti del dominio Archaea sono anch’essi presenti nel microbiota intestinale, ma la loro scoperta è stata molto più recente e le informazioni circa la loro abbondanza, diversità e funzioni metaboliche sono quantomai limitate. In questo lavoro di tesi, i metagenomi del microbiota intestinale di 60 soggetti sani, sequenziati mediante whole genome sequencing e disponibili in banche dati pubbliche, sono stati studiati mediante tools bioinformatici per ottenere informazioni circa l’abbondanza e la composizione della comunità di Archea. Gli archea sono stati ritrovati in tutti i metagenomi, anche se con abbondanza estremamente variabile (da < 1% al 17% del microbiota intestinale). Complessivamente sono state riconosciute 55 famiglie di Archaea appartenenti a 8 phyla. Sono stati quindi condotte analisi di alfa e beta diversità e di Linear Discriminant Analysis che hanno permesso di raggruppare i 60 microbioti in 3 cluster: il primo dominato da Candidatus Methanomethylophilaceae, il secondo da Methanobacteriaceae ed il terzo in cui gli archea avevano abbondanza trascurabile e caratterizzato dall’assenza di biomarker specifici. Lo studio della componente batterica del microbiota con il medesimo approccio ha portato a identificare i medesimi cluster, per cui si è proceduto ad uno studio di co-occurrence per evidenziare relazioni significative tra specifiche famiglie di Archaea e di Bacteria. Relazioni significative sono state evidenziate sia intra-cluster che inter-cluster tra famiglie di Archea e di Bacteria, ma anche tra microrganismi appartenenti agli stessi domini. Oltre allo studio della co-occurrence, i cluster sono stati sottoposti ad analisi di ricostruzione metabolica mediante 16S, con particolare attenzione agli Archaea dove sono state rilevate 195 vie metaboliche di cui 51 caratterizzanti il primo cluster, 101 caratterizzanti il terzo cluster mentre nessuna via caratterizzante il secondo cluster.
|