Metagenomics Approaches to Analyze Mirobial Biodiversity: development of new technologies and their subsequent application to environmental studies and bioreactor optimization

La metagenomica rappresenta un nuovo approccio finalizzato all’analisi e alla caratterizzazione della biodiversità microbica presente in un ambiente. Grazie allo sviluppo della tecnologie legate al sequenziamento, è possibile condurre un’analisi approfondita di un microbioma sfruttando marcatori genomici specifici come i geni 16S rRNA. In questo elaborato, sono state analizzate le popolazioni batteriche di due campioni basandosi sulle sequenze di geni ribosomali ottenute tramite sequenziamento ad alta produttivita’. L’analisi di un bireattore pilota in cui e’ stato selezionato un consorzio di batteri in grado di metabolizzare ammonio, ha permesso di identificare una popolazione Anammox. La potenzialità di questi organismi è rivolta allo sviluppo di nuove strategie per abbattere i livelli di composti azotati che si accumulano come scarto da diversi tipi di lavorazione industriale. Sono stati inoltre messi a punto strumenti validi sia per l’identificazione di nuove specie correlate che per il monitoraggio di un sistema nel quale l’equilibrio e’ gia’ instaurato. Inoltre è stato analizzato un bioreattore naturale rappresentato dalla cavità ruminale del dromedario, Camelus dromedarius, in cui una comunità si è specializzata nella trasformazione di substrati, quali le fibre vegetali. L’interesse nasce dalle numerose e potenziali applicazioni, tra le quali l’impiego nella produzione di mangimi per gli animali da allevamento. L’analisi ha infatti evidenziato la presenza di numerose specie note per la loro grande capacita’ cellulosolitica e quindi di una potenziale risorsa per nuovi processi di biotrasformazione