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Hi Tech e Ricerca

Il catalogo più ricco dei batteri del corpo umano: oltre 150 mila

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Il più ricco catalogo di batteri e archeobatteri umani mai compilato finora e l’individuazione di molte specie microbiche intestinali e orali comuni nella popolazione mondiale ma finora mai osservate.

Sono i risultati principali del lavoro di ricerca, coordinato da Nicola Segata e Edoardo Pasolli del Laboratorio di Metagenomica computazionale dell’Università di Trento, che sarà pubblicato online il prossimo 17 gennaio 2019 sulla rivista scientifica “Cell”.

Segata dichiara: «Abbiamo individuato e catalogato geneticamente un grande numero di batteri e archeobatteri che costituiscono il microbioma umano, ma che finora non erano mai stati analizzati o descritti. Questo permette ora di caratterizzare una frazione sostanziale del microbioma che era rimasta finora “nascosta”. Abbiamo anche osservato molti microrganismi presenti prevalentemente in popolazioni non occidentalizzate e che in occidente sono solo raramente identificati. Probabilmente questo è una conseguenza del complesso processo di industrializzazione».

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Anche i batteri, dunque, come altre forme viventi, evolvono e vengono selezionati con il cambiare dell’ambiente, dell’alimentazione e dello stile di vita e in alcuni casi rischiano di estinguersi.

Il team di ricerca si è messo sulle tracce di alcuni di essi.

Lo studio è un intreccio di genomica, microbiologia e big data.

Per oltre due anni ha coinvolto ricercatori e ricercatrici del Dipartimento Cibio dell’Università di Trento assieme a studenti e studentesse della laurea magistrale in Quantitative and Computational Biology dell’Ateneo.

Ed è frutto di una collaborazione internazionale nella quale hanno avuto un ruolo rilevante docenti di Harvard che studiano popolazioni non occidentalizzate del Madagascar.

Nicola Segata nelle sue ricerche si occupa del microbioma umano. Spiega: «È quell’insieme di batteri, virus, funghi e parassiti che si trovano in particolare nell’intestino, nella bocca, sulla pelle e nell’apparato genitale. Il microbioma, con cui le cellule umane vivono in simbiosi, svolge funzioni cruciali per il corpo, dal metabolismo all’attività sull’asse intestino-cervello, dalla protezione diretta contro organismi patogeni alla regolazione del sistema immunitario. Si è dimostrato che il microbioma ha un ruolo nell’insorgenza di alcuni tumori e nel successo della immunoterapia contro il cancro».

L’approccio suo e del suo team allo studio del microbioma si chiama metagenomica computazionale: studiano il microbioma analizzando il suo contenuto genetico. Da una goccia di saliva, tampone cutaneo o grammo di feci estraggono il DNA di tutti i microrganismi presenti, lo sequenziano con le macchine ad alta precisione di cui è dotata l’Università di Trento. Con speciali super-computer analizzano poi il DNA sequenziato per ricostruire composizione e dinamiche del microbioma.

Segata entra nel dettaglio della ricerca: «Con questo studio che è frutto del lavoro di tutto il team multidisciplinare a CIBIO che comprende microbiologi, statistici, e informatici, abbiamo individuato quasi 5 mila specie che catalogano gli oltre 154 mila genomi ricostruiti e descrivono il microbioma umano al variare di età, distretto corporeo, dieta, malattia. Ogni individuo possiede fino a diverse centinaia di queste specie. Una grossa frazione di queste 5 mila specie (il 77%) erano precedentemente sconosciute. Alcune di queste specie sono molto prevalenti nella popolazione e la loro scoperta è la base di partenza per poter testare il loro ruolo in malattie autoimmuni, gastro-intestinali, e oncologiche. Per arrivare a questi risultati abbiamo analizzato una mole di dati estremamente grande e diversificata per provenienza geografica, stile di vita, età. In tutto abbiamo analizzato 9428 campioni da tutti i continenti».

E sulla scoperta e analisi di uno di questi batteri precisa: «La specie sconosciuta più comune, che abbiamo chiamato “Cibiobacter qucibialis”, è il settimo organismo intestinale più prevalente nella popolazione e l’abbiamo individuata ricostruendo più di 1800 genomi. Questa specie potrà essere di grande importanza per la comprensione delle funzioni del microbioma umano e come sfruttarlo in biomedicina».

Infine un approfondimento sulle differenze tra popolazioni: «Ci siamo soffermati sulle popolazioni non occidentalizzate che non hanno cioè accesso alle diete ad alto contenuto di grassi, agli antibiotici e altri medicinali e sottoposte a condizioni igieniche differenti. Molti nuovi microrganismi scoperti nelle popolazioni non occidentalizzate tendono a non essere più identificabili nelle nostre popolazioni occidentali. Il lavoro ha quindi posto i presupposti per studiare queste specie e capire se possano essere legate all’aumento di malattie autoimmuni, allergie e malattie complesse del mondo occidentale. Pensiamo anche che sia necessario cercare di coltivare e conservare queste specie che, in futuro, si potrebbe pensare di provare a reintrodurre nelle popolazioni occidentalizzate».

L’ARTICOLO – L’articolo, pubblicato con il titolo “Extensive unexplored human microbiome diversity revealed by over 150,000 genomes from metagenomes spanning age, geography, and lifestyle” è stato scritto da Nicola Segata con Edoardo Pasolli, Francesco Asnicar, Serena Manara, Moreno Zolfo, Nicolai Karcher, Federica Armanini, Francesco Beghini, Paolo Manghi, Adrian Tett, Paolo Ghensi (Università di Trento) in collaborazione con Maria Carmen Collado (National Research Council, Valencia), Benjamin L. Rice (Harvard University, Cambridge), Xochitl C. Morgan (University of Otago), Christopher Quince (University of Warwick) e con Casey DuLong, Christopher D. Golden e Curtis Huttenhower (Harvard T.H. Chan School of Public Health, Boston e The Broad Institute, Cambridge).

La ricerca è stata finanziata principalmente da due progetti europei: MetaPG (dall’ERC per Nicola Segata) e DiMeTrack (Marie Skłodowska-Curie Actions per Edoardo Pasolli). Il supporto dei finanziamenti europeo è stato fondamentale e ha permesso, tra l’altro, l’accesso open access all’articolo. Tutti i software utilizzati/sviluppati sono Open Source, approccio collaborativo e senza barriere alla ricerca nel quale il laboratorio crede molto.

Studenti e studentesse della laurea magistrale in Quantitative and Computational Biology (QCB) hanno partecipato attivamente a un filone della ricerca durante il corso di Computational Microbial Genomics. Il nome del batterio “Candidatus Cibiobacter qucibialis” deriva appunto dalla combinazione dei nomi del Dipartimento e della laurea magistrale (CIBIO e QCB).

IMMAGINE ILLUSTRATIVA  – L’immagine in allegato rappresenta l’albero della vita degli organismi nel microbioma umano. L’albero filogenetico include cioè tutte le specie che sono state caratterizzate dal microbioma umano e rappresenta la diversità totale del microbioma nelle diverse popolazioni umane e in diverse età, condizioni, e distretti corporei. L’immagine è stata generata da un software open source scritto dagli autori dell’articolo.

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Hi Tech e Ricerca

Nanomnia, la startup trentina che combatte i danni causati dai pesticidi

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Da qualche mese c’è anche una startup trentina impegnata in prima linea per contrastare l’inquinamento ambientale causato dall’uso eccessivo di diserbanti, pesticidi e insetticidi.

Si chiama Nanomnia, è stata fondata dai biotecnologi veronesi Marta Bonaconsa, Michele Bovi e Pietro Vaccari, ed è insediata in Progetto Manifattura a Rovereto, l’hub delle green-tech di Trentino Sviluppo.

L’azienda ha brevettato un guscio organico per l’incapsulamento degli agrofarmaci: una tecnologia innovativa fa sì che la pianta malata riconosca il trattamento antiparassitario che le viene applicato come una parte di sé stessa e pertanto lo inglobi, riducendo il rischio di rigetto, facilitandone l’assimilazione e permettendo di utilizzare dosaggi fino a 100 volte inferiori rispetto agli standard tradizionali.

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Nanomnia, la startup che cura le piante malate con un innovativo guscio organico per l’incapsulamento degli agrofarmaci, è pronta per questa nuova difficile sfida.

Dopo il progetto di ricerca sui parassiti della vite svolto in collaborazione con l’Università di Padova e il Consiglio per la Sperimentazione e la Ricerca in Agricoltura di Conegliano Veneto, l’impresa insediata nell’hub green di Trentino Sviluppo a Rovereto Progetto Manifattura – recentemente premiata con un grant da 30 mila euro al Premio Unindustria di Confindustria Lazio – si prepara infatti a dare battaglia anche a Xylella, il batterio killer che minaccia l’economia dell’ulivo in Puglia.

Nello specifico, Nanomnia applicherà in campo i propri gusci di nanoparticelle biodegradabili per l’inoculo di fitofarmaci nelle piante.

Ad oggi, infatti, meno dello 0,1% degli agenti curativi applicati in campo effettivamente raggiunge l’obiettivo.

La tecnologia brevettata dalla startup, invece, prevede l’incapsulamento tramite un guscio organico, biodegradabile e biocompatibile, che la pianta assimila considerandolo parte dei suoi stessi tessuti.

Così facendo – spiega la biologa Marta Bonanconsa, fondatrice di Nanomnia – facilitiamo l’assorbimento dell’agrofarmaco, che di conseguenza può essere somministrato in quantità fino a cento volte inferiori rispetto allo standard, con un notevole risparmio da parte dell’imprenditore, che potrà ridurre i propri acquisti di pesticidi”.

Il maggiore assorbimento garantirà inoltre una maggiore specificità nel trattamento, una più alta resistenza dell’agrofarmaco alla degradazione e al dilavamento e, non ultima, una più bassa dispersione di residui inquinanti nel terreno e nella falda acquifera.

Una tecnologia, quella della startup, che oltre all’Italia ha già conquistato il mercato svizzero e inglese e si prepara a sbarcare anche in settori molto diversi dall’agritech, come l’industria farmaceutica e biomedicale, la nutraceutica e la cosmetica.

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Tecnologia

A Rovereto, in Polo Meccatronica, 2.400 metri quadrati di spazi al servizio delle imprese hi-tech!

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Aperto l’avviso pubblico per le imprese dell’Industria 4.0 interessate ad insediarsi in Polo Meccatronica a Rovereto e attive nell’ambito dei sistemi meccanici, elettrici ed elettronici, dell’informatica e della microsensoristica, con un’alta propensione all’hi-tech e all’innovazione.

Dato il grande interesse manifestato dalle aziende della filiera, infatti, Trentino Sviluppo ha ricavato altri 

2.400 metri quadrati di spazi disponibili all’interno dell’hub, in particolare nel corpo C e nel corpo P.

Ad oggi il Polo – che ospita una quarantina tra grandi gruppi industriali, startup e piccole e medie imprese per un totale di oltre duecento addetti occupati – è quasi interamente saturo e questi moduli produttivi sono gli ultimi rimasti liberi.

La manifestazione d’interesse per i 2.400 metri quadrati oggetto del bando, funzionali e freschi di ristrutturazione, andrà presentata entro giovedì 28 febbraio. Alle imprese selezionate, oltre agli spazi, Trentino Sviluppo offrirà servizi di supporto orientati alla logistica, all’accesso alle reti, all’acquisizione di nuovi saperi, all’interfaccia e al trasferimento tecnologico, alla ricerca di partnership commerciali o tecnologiche, all’internazionalizzazione, ai rapporti con la pubblica amministrazione e il mondo del credito locale.

La prossimità di Polo Meccatronica con gli enti di formazione tecnico-professionali e la collaborazione con l’Università di Trento favorirà inoltre il dialogo con il mondo della scuola e della ricerca e la nascita di sinergie e partnership con altre imprese del settore.

Trentino Sviluppo, valuterà infine la possibilità di supportare gli investimenti in macchinari innovativi delle aziende candidate tramite il Fondo impianti tecnologici della Provincia.

Potranno aderire alla call imprese singole o associate in un progetto di “hub di filiera”, che svolgono da almeno un anno attività produttive hi – tech e d’innovazione in ambito meccatronico, capaci di combinare competenze di ingegneria, informatica, elettronica, meccanica, idraulica, pneumatica e sensoristica.

Per formalizzare la propria candidatura sarà necessario effettuare un sopralluogo in Polo Meccatronica con i tecnici di Trentino Sviluppo, da prenotare entro venerdì 22 febbraio. Gli uffici della società di sistema provinciale sono disponibili per informazioni e chiarimenti allo 0464 443111 (Area Attrazione e Promozione, Area Analisi Economico Finanziarie, Area Legale e Contratti).

Il bando integrale è consultabile qui

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Hi Tech e Ricerca

Dalla vinaccia al tessuto: la start up trentina Vegea in corsa per un milione di dollari

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Vegea, l’Azienda di Trento è tra le 4 star up finaliste per la selezione italiana di Chivas Venture, il contest internazionale da 1 milione di dollari.

Il 17 gennaio a Milano si contenderà il titolo nazionale per passare alla fase globale.

Con 55,8 milioni di ettolitri di vino (+21% rispetto al 2017), l’Italia è il più grande produttore mondiale al mondo.

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Questo comporta anche la produzione di tonnellate di scarti, comprendenti bucce, semi e raspi, che hanno un potenziale di valorizzazione.

La start-up Vegea ha ideato, brevettato e dimostrato su scala di laboratorio un processo innovativo e sostenibile per trasformare la vinaccia in un tessuto ‘vegano’ a basso impatto e cruelty-free per il settore della moda, dell’arredamento, dell’automotive. “Con VegeaTextile vogliamo contribuire alla diminuzione dell’impatto ambientale e sociale dell’industria del fashion attraverso l’uso di materiali naturali e rinnovabili.” Spiega Marco Bernardi, R&D Manager di Vegea. La start up ha sviluppato collaborazioni con distillerie sul territorio nazionale e vanta importanti collaborazioni internazionali come, ad esempio, quella con la H&M Foundation e esposto prototipi al Victoria & Albert Museum di Londra e, in collaborazione con il Ministero degli Esteri e il CNR, nell’ambito dell’evento “Italia. La bellezza della conoscenza”.

La società partecipa inoltre al programma europeo Horizon 2020.

La fase di industrializzazione del processo produttivo terminerà questa primavera. I prossimi step? “Siamo pronti a espandere le collaborazioni con la rete vitivinicola a livello europeo, portare avanti l’R&D e ampliare la rete commerciale”.

Chivas Venture è la competition internazionale che premia e sostiene start up e imprenditori visionari determinati a fare business virtuoso e sostenibile, attraverso progetti di responsabilità sociale che hanno un impatto positivo e reale sulla vita delle persone e sul pianeta.

BionIT Labs Il braccio bionico high-tech, 3Bee alveari trasformati in smart city, Vegea il tessuto che dà nuova vita agli scarti della produzione vinicola e MyFoody.it l’app che aiuta a limitare lo spreco alimentare risparmiando, si sfideranno il 17 gennaio per diventare The Italian Winner di Chivas Venture 2019.

I 4 finalisti sono stati selezionati dallo Skoll Center For Social Entrepreneurship di Oxford insieme al team Chivas Regal Italia e in collaborazione con Ashoka, Confindustria Giovani Imprenditori, H-Farm e Impact Hub.

 

 

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