Al via la prima enciclopedia genomica di batteri

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La disponibilità di nuove metodiche per sequenziare velocemente numerosi campioni di DNA sta portando ad una crescita esponenziale del numero di genomi completamente sequenziati e disponibili in banche dati. Questo è particolarmente vero per i genomi procariotici che, in virtù delle loro ridotte dimensioni, possono essere agevolmente sequenziati ed annotati rispetto ai genomi eucarioti. L’ultimo fascicolo della rivista Nature (in

La disponibilità di nuove metodiche per sequenziare velocemente numerosi campioni di DNA sta portando ad una crescita esponenziale del numero di genomi completamente sequenziati e disponibili in banche dati. Questo è particolarmente vero per i genomi procariotici che, in virtù delle loro ridotte dimensioni, possono essere agevolmente sequenziati ed annotati rispetto ai genomi eucarioti.

L’ultimo fascicolo della rivista Nature (in uscita in questi giorni) presenta un interessante articolo intitolato “A phylogeny-driven genomic encyclopaedia of Bacteria and Archea” in cui sono presentati 56 nuovi genomi procariotici completamente sequenziati ed annotati. La novità non è tanto nel fatto di avere nuovi genomi procariotici (al momento ne sono noti oltre 1000), quanto il fatto che i procarioti siano stati scelti non su base medica, ma su base evolutiva. Spesso, infatti, i genomi sequenziati riguardavano batteri di interesse medico e questo rendeva i dati raccolti dispersi in modo frammentario nell’albero evolutivo dei procarioti.

La scelta di Jonathan A. Eisen e della sua equipe è stata invece di sequenziare genomi in modo da coprire al meglio l’evoluzione di batteri ed archei e capire quando alcune famiglie geniche sono comparse nella storia evolutiva dei procarioti, oltre che comprendere meglio l’evoluzione di alcune funzioni. Il progetto prevede il sequenziamento di 100 genomi procariotici che andranno a costituire la prima base di dati della “Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archea” disponibile gratuitamente on-line.

Dall’analisi dei dati ottenuti sono emersi numerosissimi geni a funzione ignota e riconducibili ad oltre 1700 famiglie geniche mai isolate prima e che quindi sono collegate a funzioni nuove. Questo rende il progetto di Eisen estremamente interessante anche da un punto di vista pratico poiché tra le famiglie geniche nuove ve ne potrebbero essere alcune con potenziali applicazioni biotecnologiche. Tra le scoperte inattese vi è stata anche l’identificazione di geni codificanti per l’actina nel mixobatterio Haliangium ochraceum. L’actina, presente nel citoscheletro degli eucarioti, era considerata sinora propria solo degli eucarioti, mentre i procarioti erano ritenuti avere solamente un equivalente funzionale dell’actina (denominata MreB), codificata da un gene distinto e probabilmente non omologo del gene dell’actina. La funzione di questa proteina actino-simile non è ancora chiara, ma questo dimostra come i batteri siano una infinita sorgente di innovazioni e scoperte con potenziali applicazioni biotecnologiche.

Questa notizia è stata ripresa anche da Carl Zimmer nell’articolo intitolato “Scientists Start a Genomic Catalog of Earth’s Abundant Microbes” pubblicato sul The New York Times. Una iniziativa interessante segnalata da Zimmer è intitolata “Adopt a Genome Project” per cui i dati sui genomi procariotici sequenziati saranno a disposizione di istituzioni ed università disponibili ad usarli per realizzare l’annotazione di questi genomi come esperienza da inserire nel percorso di studi di studenti universitari. Da una esperienza simile deriva ad esempio la pubblicazione intitolata “Evaluation of Three Automated Genome Annotations for Halorhabdus utahensis” disponibile gratuitamente sulla rivista PLoS ONE. Al momento sono scaduti i termini per “adottare” un genoma, ma a breve si potrà presentare nuove richieste di adozione di genomi procarioti su cui lavorare con gli studenti.

Mauro Mandrioli