L’approccio «shotgun» alla metagenomica del settore ittico evidenzia connessioni tra i batteri intestinali e la salute
Da settore emergente, l’acquacoltura è diventato il settore alimentare più in rapida crescita a livello mondiale; attualmente produce più pesce destinato al consumo umano di quanto ne viene catturato dal patrimonio ittico naturale. Il fattore chiave per garantire uno sviluppo continuo dell’acquacoltura sostenibile consiste nel rafforzare l’efficienza del foraggio. L’indice di conversione alimentare è un indicatore importante per l’efficienza del foraggio e descrive la quantità di foraggio utilizzato per allevare un chilo di pesce. Conoscere la quantità di foraggio che sarà necessaria consente a un allevatore di stabilire la redditività. Oltre a fornire un parametro riguardo l’efficienza produttiva dell’acquacoltura, l’indice di conversione alimentare indica anche la capacità del pesce di convertire il foraggio nei risultati desiderati. Un rapporto squilibrato grava sull’ambiente.
La salute dei pesci ad opera dei batteri
Recentemente, le proteine animali sono state sempre più sostituite dagli ingredienti vegetali nei regimi alimentari di acquacoltura. L’effetto di tale strategia sui processi metabolici correlati che regolano la salute e la crescita dei pesci rimane sconosciuto. L’individuazione di batteri benefici potrebbe contribuire a ottimizzare l’efficienza del foraggio e a rafforzare l’immunità dei pesci d’allevamento. Soluzioni promettenti per ottimizzare l’efficienza del foraggio e la salute del settore ittico derivano da studi recenti sul sequenziamento del metagenoma, che si concentrano sulle modalità in cui il microbioma intestinale interagisce con le vie metaboliche e immunitarie in esseri umani e in topi. Finanziato dal programma Marie Skłodowska-Curie, il progetto HappyFish ha approfondito le diverse funzioni dei batteri intestinali e il loro ruolo nell’ambito complessivo della salute dei pesci d’allevamento. Inoltre, il progetto ha analizzato il modo in cui diverse formule di foraggio interagiscono con il microbioma intestinale della trota iridea (una specie ittica importante a livello commerciale per l’acquacoltura su scala mondiale) e come ottimizzare tali formule nel futuro.
Un metodo moderno di metagenomica
La ricerca sull’acquacoltura d’avanguardia ha utilizzato per lo più un semplice marcatore genico che consente solo il confronto tra gruppi di batteri trovati nei microbiomi intestinali dei pesci. HappyFish ha migliorato sensibilmente la ricerca sul microbioma nel campo tramite un uso pionieristico del cosiddetto sequenziamento shotgun nel metagenoma della trota iridea. Tale metodo ha consentito ai ricercatori di decifrare le proprietà funzionali codificate dai geni nei microrganismi che costituiscono il microbioma intestinale della trota iridea. «Inizialmente abbiamo diviso l’intero metagenoma in frammenti sufficientemente piccoli per il sequenziamento», spiega Morten Limborg, coordinatore di HappyFish. «La sfida consisteva quindi nell’organizzare le sequenze parziali e nel raggrupparle in metagenomi specifici componendo questi frammenti sovrapposti nello stesso modo in cui si ricomporrebbe un puzzle». I ricercatori hanno intrapreso tale sfida utilizzando strumenti avanzati di bioinformatica. «Per la prima volta abbiamo caratterizzato i ruoli funzionali dei microrganismi simbiotici che contribuiscono alle funzioni fondamentali della loro trota iridea ospite. Tra gli esempi figurano la capacità di alcuni microrganismi di migliorare la conversione alimentare in biomassa (indice di conversione alimentare), riducendo quindi gli scarti», aggiunge Limborg. Il gruppo, al cui interno era presente il dottorando Jacob Rasmussen, inoltre ha osservato schemi interessanti di batteri specifici che erano molto più numerosi nei pesci a rapida crescita.
Guardare al futuro con fiducia
HappyFish sta aprendo una nuova strada verso una produzione di alimenti più sostenibile nel settore dell’acquacoltura. Limborg afferma: «I risultati dovrebbero agevolare lo sviluppo di protocolli di foraggio più efficaci in grado di «lavorare insieme» con i batteri intestinali benefici al fine di incrementare la crescita e la salute dei pesci d’allevamento». Un foraggio corretto in grado di modificare i componenti naturali del microbioma intestinale potrebbe diminuire i costi del foraggio, ridurre al minimo l’impatto negativo sull’ambiente ed eliminare l’utilizzo di antibiotici.
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