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Next Generation Sequency: sequenziato il genoma della Legionella pneumophila in Friuli Venezia Giulia

L’innovativa ricerca è nata dalla collaborazione tra Arpa FVG e l’Università degli Studi di Udine

La conoscenza delle dinamiche di diffusione di batteri e virus è un argomento di grande attualità, ed è l’oggetto dello studio che si è sviluppato nell’ambito della stretta collaborazione esistente tra il Dipartimento di Scienze Agroalimentari, Ambientali e Animali dell’Università degli Studi di Udine, e il Laboratorio di Microbiologia e Alimenti di ARPA FVG. La ricerca ha portato all’elaborazione della Tesi di Laurea Magistrale in Biologia Molecolare dal titolo “Analisi genomica mediante Next Generation Sequencing di campioni ambientali di Legionella pneumophila in Friuli Venezia Giulia”.

Nell’ambito del lavoro è stata eseguita la caratterizzazione genomica di ceppi ambientali di Legionella pneumophila. È stato processato un numero di campioni significativo dell’ampia collezione microbica di questo patogeno accumulata nel corso degli anni dal Laboratorio di Microbiologia di Arpa FVG, che dal 2002 è Laboratorio di Riferimento Regionale per le indagini e il monitoraggio della Legionella pneumophila.

Il sequenziamento genetico di nuova generazione (NGS, Next Generation Sequencing) permette di sequenziare genomi, anche di grandi dimensioni, in breve tempo e a costi ridotti rispetto ai metodi utilizzati nel passato, e può essere realizzato mediante diverse tecniche. In questo lavoro è stata utilizzata la piattaforma Illumina.

Questa nuova teconologia permette una loro sicura identificazione, ed è un valido aiuto sia per la diagnosi delle malattie che per l’implementazione delle strategie per il loro contenimento. La diffusione delle tecniche NGS permetterà infatti di ricostruire le dinamiche di dispersione dei microrganismi, mappando per esempio la diffusione delle mutazioni che potrebbero rendere inefficaci terapie antibiotiche e vaccini.

Nello specifico di questo studio, è stato evidenziato che la maggior parte dei ceppi ambientali di Legionella pneumophila collezionati da Arpa FVG ha un progenitore comune, e sono quindi rappresentativi di un putativo core regionale. Al suo interno si possono identificare dei cluster, nella maggior parte dei casi correlabili al luogo di prelievo. Si è osservato comunque che anche in uno stesso edificio campionato si sono ritrovati genomi significativamente diversi. Solo un gruppo costituito da tre campioni, geneticamente molto uniformi, è caratterizzato da una netta distanza dal core regionale, suggerendo la presenza di una specie distinta.

I ceppi di Legionella pneumophila caratterizzati condividono circa l'80% del genoma, costituito da uno scheletro altamente conservato formato da circa 2500 geni, a cui si aggiunge un corredo accessorio ceppo-specifico di circa 200 geni. Questi ultimi sembrano essere degli elementi genetici mobili, isole genomiche e geni con funzione sconosciuta, di probabile origine esogena.

La caratterizzazione genomica dei patogeni si sta affiancando alle tradizionali tecniche colturali e sierologiche, e avrà sempre maggiore spazio nella routine analitica dei laboratori microbiologici nel prevedibile futuro. In un contesto di continua evoluzione tecnologica, questa innovativa ricerca dimostra ancora una volta l’importanza della sinergia tra enti pubblici, diventata ormai imprescindibile per fornire servizi di qualità ai cittadini.

Ultimo aggiornamento 31/3/2022

URL: https://www.arpa.fvg.it/temi/temi/analisi-ambientali-laboratorio/news/next-generation-sequency-sequenziato-il-genoma-della-legionella-pneumophila-in-friuli-venezia-giulia/