L’analisi metagenomica e metatranscrittomica rappresenta un approccio avanzato per studiare contemporaneamente intere comunità microbiche, consentendo l’esplorazione di organismi che potrebbero rimanere non rilevati da altri metodi disponibili. Queste tecniche permettono l’analisi completa di tutti i geni e trascritti presenti in un determinato campione, fornendo un’ampia visione della diversità genetica e funzionale all’interno di una comunità microbica. La metagenomica implica l’estrazione e sequenziamento del DNA da campioni provenienti da diverse matrici e permette di studiare il contenuto genomico di tutti i microorganismi presenti. Questo metodo consente l’identificazione di varie specie, del loro potenziale genetico e delle vie funzionali a cui contribuiscono nella comunità. La metatranscrittomica, d’altra parte, si concentra sulle molecole di RNA all’interno di una comunità microbica. Fornisce informazioni sui geni attivi e sui processi metabolici in un dato momento, offrendo una prospettiva dinamica sull’attività funzionale della comunità.
Unendo questi due approcci, i ricercatori ottengono una comprensione completa della struttura e della funzione delle comunità microbiche in ambienti diversi. Questa analisi simultanea di materiale genetico ed espressione genica consente l’identificazione di attori chiave nei processi ecologici e la valutazione di come le comunità microbiche rispondano a diversi tipi di stimoli o in seguito a processi patologici
SEQUENZIAMENTO
Il sequenziamento del 16S e dell’ITS rappresenta una delle principali applicazioni del sequenziamento di ampliconi in metagenomica. Questo tipo di sequenziamento consente di ottenere informazioni dettagliate sulla diversità microbica in un dato distetto, identificare le specie presenti e valutare la loro abbondanza relativa. Il sequenziamento di ampliconi è particolarmente utile per le analisi di comunità microbiche in campioni complessi quali quelli biologici ma anche campioni ambientali quali suoli, acque etc. Il gene 16S rRNA è specifico per batteri, mentre l’ITS (Internal Transcribed Spacer) è specifico per funghi. Entrambi sono regioni genetiche altamente variabili che possono essere amplificate da tecniche di PCR utilizzando specifici primers. Dopo l’amplificazione, i prodotti PCR, noti come ampliconi, vengono sottoposti a sequenziamento next generation sequencing per per determinare la composizione genetica della comunità microbica presente nel campione. L’analisi bioinformatica generata a partire dal file FASTQ, esegue il clustering OTU e la classificazione a diversi livelli tassonomici: regno, phylum, classe, ordine, famiglia e genere o specie. Inoltre, vengono generate curve di rarefazione e vari indicatori.
