Applicazione di tecniche di sequenziamento per l'analisi microbiologica quantitativa degli alimenti: potenzialità e criticità

In questo lavoro di tesi è stata analizzata la capacità di quantificazione e identificazione di sequenze metagenomiche appartenenti a microrganismi inoculati sperimentalmente in due matrici alimentari sottoposte a metagenomica shotgun e target utilizzando quattro tools bioinformatici, valutando in modo indipendente le prestazioni in termini di assegnazione tassonomica dei microrganismi e la loro eventuale quantificazione. Le due matrici alimentari analizzate sono rappresentate da bocconcini di petto di pollo antibiotic free e filetti di salmone affumicato, inoculati con proporzioni conosciute di una mock community. I software bioinformatici valutati sono stati MG-RAST, MGmapper, CosmosID e One codex, tutti disponibili online ad eccezione di MGmapper. Complessivamente, i risultati delle analisi condotte su matrici alimentari inoculate sperimentalmente mostrano che tutti e quattro i tools bioinformatici utilizzati hanno ottenuto buoni risultati in termini di identificazione di batteri e parassiti, sebbene CosmosID e One codex siano stati in grado di identificare anche i virus. MG-RAST con il database RefSeq, seguito da MGmapper (database Silva), sono i software di analisi più affidabili nell'identificazione di specie batteriche. Al contrario, MG-RAST e MGmapper hanno mostrato una capacità molto limitata di identificare i virus, mentre CosmosID e One codex li hanno rilevati. Infine, MG-RAST e CosmosID sono stati in grado di identificare il protozoa Cryptosporidium parvum mentre il lievito Saccharomyces cerevisiae non ha superato il valore soglia di identificazione con nessuno dei software bioinformatici utilizzati. A livello quantitativo non è stato possibile identificare una correlazione diretta tra concentrazione di una specie inoculata e abundance delle reads per quella specie anche se in termini relativi la specie Propionibacterium freudenreichii inoculata alle concentrazioni più alte ha mostrato un’abundance delle read maggiore con tutti i software utilizzati.