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Filamenti di DNA su uno sfondo blu
Sequenziamento shotgun

Il sequenziamento shotgun spiegato: il futuro dell'analisi del microbioma intestinale

Un'introduzione alla metagenomica shotgun. Scopri come il sequenziamento moderno cattura il DNA completo del tuo microbioma intestinale per rivelarne il potenziale funzionale e gli organismi rari.

Panoramica

Microbioma intestinale e sequenziamento shotgun

La ricerca moderna sul microbioma sta progredendo rapidamente. Il sequenziamento ad alta risoluzione del microbioma è oggi considerato uno dei più importanti progressi tecnologici nell'analisi del microbioma intestinale.

Il microbioma intestinale umano è costituito da miliardi di microrganismi, tra cui batteri, virus, funghi e altre forme di vita microbica. Oggi il sequenziamento shotgun consente un'analisi molto più completa di questo complesso ecosistema rispetto ai metodi convenzionali.

A differenza degli approcci più datati, la metagenomica shotgun analizza non solo singoli marcatori batterici, ma tutto il DNA microbico presente. Ciò offre una comprensione scientifica più approfondita fino al livello di specie, inclusi il potenziale funzionale, i geni di resistenza e gli altri microrganismi presenti nel tuo intestino.

Illustrazione: il sequenziamento shotgun frammenta il DNA di un campione, lo legge e individua batteri, funghi, virus e parassiti
Illustrazione: il sequenziamento shotgun frammenta il DNA di un campione, lo legge e individua batteri, funghi, virus e parassiti
Le basi

Che cos'è il sequenziamento shotgun?

Il sequenziamento shotgun è una forma moderna di sequenziamento metagenomico in cui vengono analizzati tutti i frammenti di DNA presenti in un campione.

Il termine “shotgun” descrive il principio della frammentazione casuale: l’intero DNA microbico viene suddiviso in molti piccoli frammenti e poi sequenziato in parallelo. Vengono utilizzati metodi bioinformatici per analizzare questi dati e attribuirli a diversi microrganismi.

A differenza dei metodi mirati, la metagenomica shotgun esamina non solo singole regioni batteriche, ma tutto il materiale genetico presente in un campione. Il risultato è un quadro molto più completo del microbioma intestinale.

Il sequenziamento shotgun del microbioma consente oggi, tra l’altro, quanto segue:

  • identificazione microbica ad alta risoluzione
  • analisi fino a livello di specie
  • analisi funzionale del microbioma
  • ricerca dei geni di resistenza
  • analisi di batteri, funghi, virus e parassiti

Per questo motivo, il sequenziamento shotgun del microbioma è considerato oggi uno dei metodi più avanzati nella ricerca sul microbioma.

Risoluzione

Perché il sequenziamento shotgun è così potente?

Un altro vantaggio:

La metagenomica shotgun esamina non solo quali microrganismi sono presenti, ma fornisce anche informazioni sulle funzioni genetiche e sul potenziale metabolico microbico.

Il tuo microbioma intestinale è uno degli ecosistemi biologici più complessi del corpo umano. Molti metodi tradizionali rilevano solo una piccola parte della sua diversità microbica.

Il moderno sequenziamento shotgun offre una risoluzione notevolmente più elevata per l'analisi del microbioma. Invece di esaminare solo gruppi batterici più ampi, molti microrganismi possono essere analizzati fino al livello di specie.

Ciò consente di individuare differenze più sottili all'interno del tuo microbioma. Allo stesso tempo, è possibile rilevare uno spettro notevolmente più ampio della diversità microbica, inclusi microrganismi più rari e funzionalmente rilevanti.

Il tuo microbioma intestinale contiene milioni di geni microbici, molti di più del tuo stesso genoma umano.

Questo è uno dei motivi per cui il moderno sequenziamento del microbioma sta diventando sempre più importante nella ricerca e nell'analisi personalizzata del microbioma.

Molti ricercatori oggi considerano il microbioma un organo aggiuntivo del corpo umano, dinamico, altamente individuale e strettamente legato all'alimentazione, all'ambiente e allo stile di vita.

Ecosistema

Più che semplici batteri.

Il tuo microbioma intestinale non è costituito esclusivamente da batteri. Oltre alle comunità batteriche, il tuo ecosistema intestinale comprende anche virus, funghi, archei e batteriofagi, virus che infettano specificamente i batteri.

Molti metodi tradizionali si concentrano principalmente sulle regioni marcatrici batteriche. Il moderno sequenziamento shotgun consente un'analisi notevolmente più completa dei diversi gruppi microbici.

Ciò significa che puoi far analizzare:

  • Composizione batterica
  • Profili fungini del tuo microbioma intestinale
  • Componenti virali del viroma
  • Batteriofagi
  • Interazioni microbiche complesse

Le interazioni tra i diversi microrganismi sono oggi considerate una parte importante della ricerca sul microbioma. Gli scienziati studiano sempre più a fondo come le reti batteriche, virali e fungine influenzino insieme la stabilità del tuo ecosistema intestinale.

Screenshot del report Microbiome 360°: potenziale funzionale del microbioma
Screenshot del report Microbiome 360°: potenziale funzionale del microbioma

Queste analisi funzionali sono destinate all'interpretazione scientifica e informativa dei pattern microbici e non costituiscono una diagnosi medica.

Funzione

Analisi funzionale del microbioma intestinale

La composizione del tuo microbioma è solo una parte del quadro complessivo. Il moderno sequenziamento shotgun fornisce anche informazioni funzionali sul tuo ecosistema microbico.

Questo approccio esamina quali potenzialità genetiche sono presenti nel tuo microbioma. Consente di analizzare specifiche vie metaboliche microbiche e pattern funzionali.

Aree di ricerca:

  • Potenziale di produzione di butirrato
  • Produzione microbica di gas
  • Degradazione della mucina
  • Vie metaboliche associate all'infiammazione
  • Attività metabolica microbica

Il moderno sequenziamento del microbioma ti offre quindi una comprensione più approfondita della complessità funzionale del tuo microbioma intestinale, andando ben oltre una semplice lista di batteri.

Illustrazione: batteri intestinali e una capsula di antibiotico

L'analisi di tali geni è destinata all'interpretazione scientifica e informativa dei pattern microbici e non sostituisce la diagnostica medica delle resistenze.

Resistoma

Geni di resistenza e resistoma

Il microbioma intestinale è oggi considerato uno dei principali serbatoi di geni di resistenza agli antibiotici nel corpo umano.

Questi geni di resistenza possono contribuire a rendere i batteri meno sensibili a determinati antibiotici. L'insieme di tutti i geni di resistenza presenti nel microbioma è noto come resistoma.

Gli studi attuali dimostrano che l'uso di antibiotici può influenzare il resistoma microbico. Allo stesso tempo, l'analisi dei geni associati alla resistenza sta assumendo un'importanza sempre maggiore nella ricerca sul microbioma.

Un vantaggio del moderno sequenziamento shotgun:

Alcuni geni di resistenza possono essere esaminati direttamente a livello di DNA, in modo notevolmente più completo rispetto ai metodi tradizionali di coltura batterica.

Ricerca

Perché i geni di resistenza sono oggi un tema di ricerca globale

L'Organizzazione Mondiale della Sanità considera la resistenza agli antibiotici una delle più grandi sfide sanitarie globali del nostro tempo.

Allo stesso tempo, gli studi metagenomici moderni dimostrano che l'intestino può fungere da ampio serbatoio di geni di resistenza microbica.

Ciò che rende la questione particolarmente interessante:

Molti di questi geni di resistenza non si trovano necessariamente nei batteri patogeni. Anche i batteri intestinali innocui possono essere portatori di informazioni genetiche di resistenza e potrebbero scambiarle con altri microrganismi.

Questo è uno dei motivi per cui la metagenomica shotgun sta diventando sempre più importante nella ricerca sul resistoma.

Il confronto

Shotgun vs. metodi tradizionali

Molti test tradizionali sul microbioma si basano sui cosiddetti metodi 16S, che analizzano principalmente specifiche regioni marcatrici batteriche.

CaratteristicaSequenziamento 16S Sequenziamento shotgunIl nostro metodo
Analisi battericaSì Sì
Analisi funginaNo Sì
Analisi viraleNo Sì
Geni di resistenzaNo Possibile
Analisi funzionaleMolto limitata Possibile
Risoluzione a livello di specieParziale Notevolmente più alta

Il sequenziamento shotgun, al contrario, consente un'analisi considerevolmente più completa dell'intero DNA microbico. Ciò ti offre una comprensione scientifica più approfondita della diversità batterica, del potenziale funzionale e degli altri microrganismi all'interno del tuo ecosistema intestinale.

Per questo motivo, la metagenomica shotgun sta diventando sempre più importante nella moderna ricerca sul microbioma.

Come funziona

Come funziona l'analisi da Bactera?

Da Bactera utilizziamo un sequenziamento shotgun all'avanguardia per un'analisi ad alta risoluzione del microbioma intestinale. Il processo si svolge comodamente da casa. Dopo il prelievo del campione, il DNA microbico viene estratto in laboratorio e analizzato con moderne tecnologie di sequenziamento. I dati ottenuti vengono poi elaborati con metodi bioinformatici e presentati in un report online interattivo.

  1. Passaggio 1

    Prelievo del campione a casa

    Comodo prelievo del campione a casa tua

  2. Passaggio 2

    Estrazione del DNA in laboratorio

    Estrazione professionale del DNA microbico nel nostro laboratorio certificato

  3. Passaggio 3

    Tecnologie di sequenziamento avanzate

    Sequenziamento shotgun all'avanguardia per un'analisi completa

  4. Passaggio 4

    Analisi bioinformatica

    Valutazione computazionale avanzata dei dati del tuo microbioma

  5. Passaggio 5

    Report online interattivo

    Risultati dettagliati e facili da comprendere nella tua dashboard personale

Screenshot del report Microbiome 360°
Screenshot del report Microbiome 360°

Le nostre analisi sono destinate all'interpretazione scientifica e informativa dei pattern microbici e non costituiscono una diagnosi medica.

L'analisi

Che cosa può mostrarti l'analisi

A seconda dell'analisi, possono essere esaminate, tra le altre, le seguenti aree:

  • Diversità batterica
  • Composizione microbica
  • Funghi e virus
  • Geni di resistenza
  • Pattern funzionali del microbioma
Vantaggi

Perché il sequenziamento shotgun?

A differenza dei metodi tradizionali basati sul 16S, il sequenziamento shotgun non analizza solo gruppi batterici selezionati, ma ampie porzioni dell'intero DNA microbico.

Risoluzione tassonomica più elevata fino al livello di specie

Il sequenziamento shotgun consente l'identificazione a livello di specie e, pertanto, una caratterizzazione precisa della composizione del tuo microbioma. Questo livello di dettaglio è essenziale per capire quali ceppi batterici sono presenti e quali potrebbero essere le loro potenziali implicazioni per la salute.

Analisi di funghi e virus

A differenza del sequenziamento 16S, che rileva solo i batteri, il sequenziamento shotgun cattura l'intero ecosistema microbico, inclusi funghi, virus e altri microrganismi. Questa visione completa è essenziale per comprendere tutta la complessità del tuo microbioma intestinale.

Rilevamento dei geni di resistenza

Il sequenziamento shotgun può identificare i geni di resistenza agli antibiotici nel tuo microbioma, fornendoti informazioni preziose sui potenziali profili di resistenza.

Indagine sul potenziale funzionale

Analizzando l'intero materiale genetico, il sequenziamento shotgun ti mostra di cosa è capace il tuo microbioma: dalla produzione di vitamine al metabolismo di composti specifici. Questa visione funzionale va oltre la semplice conoscenza degli organismi presenti.

Maggiore approfondimento scientifico

I dati completi ottenuti dal sequenziamento shotgun consentono analisi scientifiche avanzate e applicazioni di ricerca, con risultati che possono contribuire a raccomandazioni sanitarie personalizzate e a una migliore comprensione del legame tra microbioma e salute.

Ampie applicazioni di ricerca

I dati ottenuti con il sequenziamento shotgun sono alla base della ricerca avanzata e di applicazioni cliniche, consentono scoperte nella medicina personalizzata e contribuiscono alla nostra crescente comprensione del ruolo del microbioma nella salute umana.

Una donna apre il kit per il test Microbiome 360° nella sua cucina
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Analizza il tuo microbioma intestinale a casa

Scopri il tuo microbioma intestinale con metodi moderni, comodamente da casa.

Il nostro test da casa combina un sequenziamento shotgun all'avanguardia con un'analisi del microbioma intestinale su solide basi scientifiche.

Il tuo report online include informazioni su:

  • Diversità batterica
  • Composizione microbica
  • Potenziale funzionale
  • Funghi e virus
  • Pattern microbici legati all'asse intestino-cervello
  • E molto altro!
Prospettive

Perché un moderno sequenziamento del microbioma intestinale?

I ricercatori prevedono sempre più che il sequenziamento metagenomico ad alta risoluzione svolgerà un ruolo ancora più importante in futuro nella ricerca sul microbioma, nella medicina di precisione e nella ricerca sanitaria personalizzata.

La ricerca sul microbioma è uno dei campi in più rapida crescita nelle moderne scienze della vita. La crescente potenza di calcolo e le nuove tecnologie di sequenziamento offrono conoscenze sempre più approfondite sulla complessità del tuo microbioma intestinale.

Mentre i metodi precedenti fornivano spesso solo informazioni limitate sui batteri, il moderno sequenziamento shotgun consente una visione notevolmente più completa dell'ecosistema microbico.

La moderna analisi del microbioma sta andando oltre i semplici elenchi di batteri, evolvendosi in un'analisi complessa dell'ecosistema funzionale.

FAQ

Domande frequenti sul sequenziamento shotgun

Che cos'è il sequenziamento shotgun?

Un metodo moderno per l'analisi completa del microbioma a livello del DNA.

Come funziona il sequenziamento metagenomico?

Tutto il DNA microbico presente in un campione viene analizzato ed elaborato con metodi bioinformatici.

Qual è la differenza tra il sequenziamento 16S e il sequenziamento shotgun?

Il sequenziamento 16S analizza principalmente le regioni marcatrici batteriche. Il sequenziamento shotgun esamina tutto il DNA microbico disponibile.

Perché il sequenziamento shotgun fornisce più informazioni?

Perché è possibile analizzare una quantità notevolmente maggiore di informazioni genetiche, compresi il potenziale funzionale, i funghi, i virus e i geni di resistenza.

Virus e funghi possono essere analizzati?

Sì, la moderna metagenomica shotgun consente di analizzare, oltre ai batteri, anche altri gruppi microbici.

Cosa sono i geni di resistenza?

I geni di resistenza sono tratti genetici che possono rendere i microrganismi meno sensibili a determinati antibiotici.

È possibile eseguire analisi funzionali del microbioma?

Il sequenziamento shotgun consente di approfondire il potenziale metabolico e funzionale specifico dei microrganismi.

Quanto è accurato il sequenziamento shotgun?

Il sequenziamento shotgun è considerato uno dei metodi di analisi del microbioma a più alta risoluzione attualmente disponibili.

Cosa mostra un test del microbioma intestinale?

A seconda del metodo, è possibile esaminare la diversità batterica, la composizione microbica e altri profili microbiologici.

Microbiome 360°Intestinale
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