Collaborazioni
Il Gruppo di Biologia e Medicina Computazionale fornisce servizi tecnologici al settore della Genomica Ani-male e partecipa direttamente a progetti di ricerca. Gestisce la banca dati del progetto nazionale SELMOL, fi-nanziato dal MIPAAF e coordinato dall’Università degli Studi della Tuscia. Lo scopo del progetto è stato quello di applicare tecniche di genetica e genomica molecolare ai principali animali d’allevamento (bovini, suini, bufali, equini ed ovicaprini) per aumentare la produzione e la qualità di latte e carne, la resistenza alle malattie e il benessere animale.
Alla collaborazione con il Laboratorio di Genetica Molecolare del Dipartimento di Produzioni Animali dell’Uni-versità della Tuscia, diretto dal Professor A. Valentini e dalla Dottoressa L. Pariset, partecipa un gruppo di lavoro misto formato dalla Dottoressa S. Bongiorni, il Dottor G. Mancini, il Dottor G. Prosperini, che affronta il complesso compito di analizzare la grande mole di dati prodotta nell’ambito dei vari progetti di genomica animale, per af-frontare i quali sono necessarie varie competenze: dalla bioinformatica, alla statistica, alla biologia molecolare.
Il CASPUR è membro del Consorzio Italiano del Bufalo che si è posto come obiettivo la ricostruzione dell’intero genoma del bufalo entro il 2011.
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A GENOMICA ANIMALE: BIODIVERSITÀ, QUALITÀ DEI
PRODOTTI, SALUTE UMANA E BENESSERE ANIMALE
La genomica è la disciplina scientifica che studia la struttura, la funzione e l’evoluzione del genoma di una specie. Questa scienza cerca di spiegare come sono programmate le cellule di individui diversi investigando l’intero patrimonio genetico. Inoltre studia anche cellule di uno stesso individuo le quali, pur avendo lo stesso genoma, possono avere forma e funzione molto differenti, come ad esempio un neurone ed una cel-lula di tessuto epatico. La comprensione delle complesse relazioni tra geni ha già portato ad enormi miglio-ramenti nella salute umana ed ora sta investendo anche la nostra alimentazione ed il benessere degli animali da allevamento. La conoscenza delle sequenze di DNA degli animali allevati può servire sia a mi-gliorare la produzione di latte e carne che la salute stessa degli animali e, di conseguenza, dell’uomo che se ne nutre. Attualmente le tecniche di laboratorio consentono di ottenere informazioni sulle sequenze dei geni e dei loro trascritti con grande accuratezza, velocità e quantità, ma l’organizzazione dell’enorme mole di dati generati dalle nuove tecnologie genetiche, compito della bioinformatica, rimane purtroppo ancora un collo di bottiglia dell’intero processo conoscitivo.
Offerta
Il CASPUR è da anni in prima linea nel supportare le ricerche in campo genetico ed ha formato, nel tempo, un gruppo di lavoro altamente specializzato con competenze di biostatistica e bioinformatica che quotidiana-mente affianca i ricercatori genetisti. Il CASPUR offre agli utenti un ambiente in cui i più diffusi codici modellistici sono installati e configurati per utilizzare al meglio le risorse di calcolo parallelo del Consorzio, ma è anche al-l’avanguardia nella produzione di un nuovo software per l’analisi via web di dati genetici prodotti da vari la-boratori, ottenuti con microarray o sequenziatori di ultima generazione. Una notevole percentuale delle risorse di calcolo attualmente presenti al CASPUR sono dedicate all’analisi biomedica e, all’interno del Consorzio, sono sviluppate e mantenute numerose banche dati contenenti sia i dati grezzi prodotti dagli esperimenti che i ri-sultati delle loro analisi.
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Risultati
Nell’ambito del progetto SELMOL è stato sistematizzato in un database l’insieme dei dati raccolti nel progetto, in particolare le sequenze genetiche (ottenute tramite tecnologia BeadChip Illumina) di ~2000 tori riproduttori appartenenti a più razze bovine di interesse nazionale ed iscritti ai rispettivi albi. Il CASPUR ha collaborato (lo studio prosegue tuttora) ad analizzare questi dati per identificare regioni genetiche che influenzano i caratteri indicati come economicamente rilevanti dalle Associazioni Allevatori che partecipano al progetto e che quindi possono costituire obiettivi di selezione artificiale. Si sta collaborando anche ad un progetto sulla ricostruzione della storia evolutiva degli ovini attraverso il sequenziamento del genoma mitocondriale. Si è utilizzato il Dloop per analizzare razze moderne e per confrontarle con ovini medievali.
Bibliografia essenziale
Murgiano, L., et al. (2010). J Proteome Res. 9 (12), 6450-6466. (http://dx.doi.org/10.1021/ pr100693h).
Pariset, L., et al. (2010). Not Working on Mice or Humans? A Pipeline to Rapidly Generate Species-specific Microarrays from Sequence Databases. GIT laboratory journal Europe, 14, 20-21.
Bongiorni, S., et al. (2011). Custom Combimatrix Microarrays: a sheep chip. Plant and Animal Genome XIX Conference, San Diego California.
Gabbianelli, F., et al. (2010). The origin of the central Italy sheep: comparison of modern and medieval DNA. Proceedings of the 10thInternational Conference on Ancient DNA and Associated
Biomole-cules. Munich, Germany.
Mancini, G., et al. (2010). Selection Signatures In Brown, Simmenthal And Holstein Friesian Italian Cattle Breeds Unravelled By A Illumina 54000 SNPs Panel. Plant & Animal Genomes XVIII Confer-ence. San Diego, CA, January 9-13.
Mancini, G., et al. (2010). Evidence of possible selection signatures near the ACACA and FASN loci in Italian Brown, Italian Simmenthal and Italian Holstein Fresian cattle breeds unravelled by a Illumina 54000 SNPs panel. In: Agrostat, Benevento Italia, 23-26 febbraio 2010.
Mariotti, M. et al. (2010). Genetic structure and phylogeography of European sheep. International So-ciety for Animal Genetics. Edimburgh.
Prosperini, G., et al. (2010). Effects of polymorphisms in the FASN gene on milk traits in Italian dairy cattle. In: Agrostat, Benevento Italia, 23-26 febbraio 2010.
Fig. 1Albero filogenetico con il confronto tra pecore me-dievali e moderne. I campioni in B sono delle razze ita-liane: Altamurana, Bergamasca, delle Langhe, Gentile di Puglia, Laticauda e Sarda. I campioni da 1 a 10 sono di pecore di epoca medievale provenienti da Ferento in Ita-lia centrale. Il campione indicato come Sample 3 è tipico di razze domestiche, suggerendo che si tratti di un ani-male trasportato in Italia dopo l’addomesticamento.
