Omics of the Bifidobacterium genus: from genes to function

Il genere Bifidobacterium comprende 48 taxa e rappresenta uno dei gruppi batterici dominanti del tratto gastrointestinale di numerosi insetti sociali ed animali, risultando particolarmente prevalente durante le prime fasi dello sviluppo neonatale. Dalla loro prima identificazione all’inizio del 20° secolo, la loro importanza come membri del microbiota intestinale umano (inteso come la popolazione batterica totale presente nel tratto gastrointestinale dell’uomo) ha continuato a crescere ed ora il genere Bifidobacterium è considerato avere un ruolo preponderante durante l’intero arco vitale degli esseri umani. Più in dettaglio, i bifidobatteri hanno mostrato possedere numerosi effetti salutistici tra cui partecipazione nella produzione di vitamine, maturazione e stimolazione del sistema immunitario, assimilazione di nutrienti ed interazione con un ampio ventaglio di aspetti della biologia dell’ospite. Grazie a queste caratteristiche i bifidobatteri sono ampiamente utilizzati in alimenti funzionali come probiotici, rappresentando quindi un tema di ricerca rilevante sia da un punto di vista medico sia da un punto di vista industriale. Tuttavia, ad ora solo pochi membri del genere Bifidobacterium sono stati studiati in dettaglio e le basi genetiche della loro interazione con l’ospite non sono ancora completamente comprese. L’obiettivo di questa tesi di dottorato è di sfruttare l’output generato da tecniche di sequenziamento di nuova generazione per eseguire indagini bioinformatiche atte a individuare il potenziale genico responsabile delle caratteristiche peculiari dei membri del genere Bifidobacterium, concentrandomi sulla loro ecologia, interazioni tra diverse specie batteriche ed interazioni batteri-ospite. I risultati presentati in questa tesi riguardano sia aspetti ecologici, ovverossia derivati dalla valutazione del contributo dei bifidobatteri in ecosistemi complessi, quale quello intestinale umano, tramite lo sviluppo di opportune pipelines di 16S rRNA profiling ed ITS profiling, ma anche aspetti di natura genomica, ottenuti tramite la valutazione del patrimonio genetico di tutti i type strain del genere Bifidobacterium.