Dispositivo MinION (a destra) che sequenzia frammenti genomici batterici seguendo il metodo ON-rep-seq. Qui il dispositivo è accoppiato a un MinIT per l'acquisizione dei dati (a sinistra) e controllato da uno smartphone. Credito:Università di Copenaghen
Un nuovo metodo di identificazione batterica, chiamato ON-rep-seq, esamina selettivo, frammenti ceppo-specifici del genoma batterico, consentendo la generazione di risultati che in precedenza richiedevano il sequenziamento del DNA dell'intero genoma batterico o approcci noiosi come l'elettroforesi su gel a campo pulsato, che in precedenza è stato il gold standard per la tipizzazione a livello di ceppo di microrganismi. Quindi, il metodo ha il potenziale per cambiare l'approccio utilizzato per indagare sui focolai di malattie di origine alimentare, rendendo l'analisi molto meno dispendiosa in termini di tempo e denaro.
Oggi, il rilevamento e l'identificazione dei batteri basati sul DNA batterico richiedono strumentazione costosa e molte ore di lavoro da parte di specialisti altamente qualificati. Immaginiamo, Per esempio, c'è un sospetto Salmonella scoppio. Di solito per individuarne l'origine, non solo gli investigatori dovranno analizzare molti campioni, ma l'analisi deve essere precisa per distinguere un ceppo batterico da un altro.
"Il nostro nuovo metodo consente l'identificazione e la tipizzazione di centinaia di campioni in meno di due ore, e ci aspettiamo che questo venga addirittura ridotto a "tempo reale" in un breve periodo di tempo, " dice uno dei ricercatori dietro lo studio, Lukasz Krych, Professore Associato presso il Dipartimento di Scienze degli Alimenti dell'Università di Copenhagen, Danimarca.
Il metodo si basa su un dispositivo utilizzato per il sequenziamento del DNA nello spazio
Il nuovo metodo si basa sul sequenziamento dei nanopori, che è una novità, approccio di sequenziamento del DNA in tempo reale "che rivoluzionerà sicuramente il futuro del sequenziamento del DNA, "Secondo Lukasz Krych.
Il progetto di ricerca è stato svolto in collaborazione con la società polacca GenXone S.A., che ha contribuito a creare una pipeline bioinformatica necessaria per eseguire un'analisi rapida ed efficiente dei dati di sequenziamento.
Dopo la preparazione dei campioni, il dispositivo MinION è caricato con i frammenti genomici per l'identificazione del ceppo batterico da centinaia di isolati batterici. A sinistra:Lukasz Krych, Professore Associato e Josue L. Castro Mejia, Postdottorato, entrambi del Dipartimento di Scienze dell'Alimentazione dell'Università di Copenhagen. Credito:Dipartimento di Scienze dell'Alimentazione, Università di Copenaghen
Il più piccolo sequencer mai offerto da Oxford Nanopore Technologies, chiamato MinION, è un palmare da $ 999, Dispositivo alimentato tramite USB che è diventato disponibile in commercio nel 2015. Un anno dopo è stato portato sulla Stazione Spaziale Internazionale, dove ha ottenuto il primo sequenziamento del DNA nella storia eseguito in condizioni di gravità zero. Nonostante l'indiscutibile rivoluzione nel sequenziamento del DNA offerta da MinION, è diventato subito chiaro che i dati generati con il dispositivo non sono ancora perfetti a causa di errori di sequenziamento, Per esempio, mentre l'analisi è rimasta relativamente costosa da eseguire (circa $ 150 per batterio).
Un piccolo dispositivo con un'analisi rapida ed economica offre enormi opportunità nell'ambito della sicurezza alimentare
Gli scienziati del Dipartimento di Scienze dell'Alimentazione dell'Università di Copenaghen hanno trovato un modo per utilizzare questa tecnologia per analizzare centinaia di batteri alla volta, ridurre i costi a meno di $ 2 per batterio, aumentando allo stesso tempo la precisione a oltre il 99%.
"Il nostro metodo può essere utilizzato sia all'interno delle organizzazioni per la sicurezza alimentare, dove è possibile trovare rapidamente batteri che causano malattie o promuovono la salute, e anche nel settore sanitario, dove sarai in grado di eseguire alcune analisi che non sono nemmeno considerate oggi a causa del prezzo e della natura lunga dell'analisi tradizionale, " dice un altro dei ricercatori dietro lo studio, Postdoc Josue Leonardo Castro Mejia.
Al momento, ci sono diverse aziende che testano il metodo da implementare nei loro sistemi per stabilire programmi di screening rapidi per migliaia di ceppi.
