Host- Microbe interaction: the case of bifidobacteria as key example of gut commensals

Il tratto gastro- intestinale (GIT) dell’uomo è un complesso ecosistema formato da differenti specie microbiche ritenute svolgere un ruolo fondamentale per la salute dell’uomo. I bifidobatteri sono una delle specie maggiormente presenti in questo ecosistema dove apportano effetti benefici per la salute dell’ospite. Grazie a tali caratteristiche, alcune specie di questi microrganismi sono largamente utilizzati come componenti benefici in vari alimenti funzionali. La probiogenomica applicata ai bifidobatteri ha anche fornito importanti informazioni relativamente alle strategie molecolari usate da questi microorganismi al fine di adattarsi all’intestino umano. Lo scopo di questa tesi di dottorato è di descrivere le caratteristiche genetiche e funzionali dei bifidobatteri presenti nell’intestino dell’uomo attraverso l’uso della genomica e della genomica funzionale. Inoltre questo studio intende fornire informazioni relativamente alle molecole/strutture sintetizzati dai bifidobatteri quali i pili responsabili dell’interazione con la mucosa intestinale umana.

Bifidobacteria are one of the most dominant members of the human intestinal microbiota of infants and their presence has been associated with health promoting effects. So these microorganisms are commonly used as health-promoting or probiotic ingredient of various functional foods. Although the accepted importance of bifidobacteria in the gut, only recent genomics-based studies (probiogenomics) have significantly enhanced our knowledge on the physiology, genetics and evolutionary development of these probiotic bacteria Probiogenomics analyses applied to bifidobacteria has helped us to understand the mechanisms by which these bacteria adapt to the specific environment of the gastrointestinal tract, while also revealing genetic functions that mediate specific host-microbe interactions. The aim of this PhD thesis research is to shed light into the genetic and functional characteristics of bifidobacteria present in the human gut using genome sequencing and post-genomics based approaches. This study offers first evidences about the contribution of extracellular structures such as pili encoded by bifidobacteria in sustaining a specific mechanism of interaction with the human host.