Dai dati all’impatto concreto -
Il Centro MultiOmics promuove l’innovazione in alimentazione, agricoltura e salute
Competenze omiche integrate
per ricerca e innovazione
Il Centro MultiOmics (MOC) offre servizi di ricerca a supporto dei settori dell’agricoltura, della salute, della produzione alimentare e delle biotecnologie in Alto Adige. Siamo un team scientifico interdisciplinare che mette a disposizione servizi sperimentali e analitici per enti di ricerca e aziende del territorio.
Il MOC fornisce infrastrutture di laboratorio all’avanguardia e personale altamente qualificato per realizzare esperimenti nei campi della genomica, trascrittomica, proteomica e metabolomica. Oltre alle attività di laboratorio, sono disponibili anche piattaforme di calcolo ad alte prestazioni e infrastrutture per archiviazione e gestione dati.
Con il MOC i partner vengono accompagnati in tutte le fasi del progetto: dalla pianificazione iniziale alle analisi di laboratorio, fino all’elaborazione dei risultati e alla loro applicazione concreta. Ciò rende possibile l’integrazione delle tecnologie omiche nei processi di ricerca e sviluppo.
Attraverso il MOC, le competenze del Centro di Sperimentazione Laimburg e di Eurac Research vengono riunite ed integrate per creare un ponte tra ricerca e applicazione, rafforzare le imprese locali, promuovere l’innovazione e sostenere lo sviluppo economico della regione.
Genomica e Trascrittomica
Genomica e trascrittomica possono guidare un’innovazione mirata nella ricerca e sviluppo dei settori dell’alimentazione e della salute, consentendo di collegare i meccanismi molecolari all’ aumento di produttività, alla sicurezza e alla nutrizione personalizzata.
Genomica
nella R&S negli ambiti alimentare e medico
L’analisi completa del DNA di un organismo può essere applicata al fine di individuare geni e varianti in grado di determinare caratteristiche alla base di qualità, sicurezza ed esiti sulla salute degli alimenti. La genomica può essere inoltre utilizzata per indagare l’origine di prodotti vegetali o carnei, oppure per identificare e quantificare il contenuto microbico di un prodotto.
Applicazioni
- Identificazione e selezione di varietà vegetali e ceppi microbici con maggiore resa, resilienza o profili miglorati di ingredienti funzionali.
- Identificazione di microrganismi patogeni o benefici per migliorare la sicurezza alimentare, la tracciabilità e le prestazioni dei processi fermentativi.
- Supporto alla nutrigenomica, collegando varianti genetiche umane a risposte differenziate a nutrienti e composti bioattivi.
Esempi
- Selezione di genotipi di frumento tolleranti alla siccità, bovini resistenti a malattie o ceppi utili (ad es. probiotici) per migliorare resa, gusto e conservabilità.
- Verifica dell’autenticità degli alimenti, rilevamento delle adulterazioni e tracciabilità della filiera, nonché caratterizzazione delle comunità microbiche negli alimenti fermentati (ad es. formaggio, vino, yogurt).
- Profilazione del microbiota intestinale per studiarne le correlazioni con risposta immunitaria, obesità e neurosviluppo.
Trascrittomica
nella R&S in ambito alimentare e salute
Analisi dell’espressione genica per comprendere come alimenti, processi di trasformazione o diete influenzino dinamicamente i processi biologici rilevanti per salute, funzionalità e sicurezza. Attraverso la trascrittomica è possibile misurare quali geni, e in quale misura, siano attivi in determinate condizioni, nelle piante, nei microrganismi, negli animali da allevamento o nei tessuti umani.
Applicazioni
- Monitoraggio di come le condizioni di lavorazione, conservazione o fermentazione modifichino l’espressione genica in microrganismi e piante, guidando l’ottimizzazione di sapore, consistenza e conservabilità dei prodotti alimentari.
- Comprensione di come componenti della dieta, nutraceutici o alimenti funzionali modulino diversi processi biologici, quali infiammazione, metabolismo e risposte immunitarie.
- Utilizzo di profili di espressione come biomarcatori sensibili per valutare sicurezza, tossicità e studi di meccanismi d’azione dei vari prodotti.
Proteomica e Metabolomica
La proteomica e la metabolomica consentono innovazioni basate sulla precisione, rivelando le funzioni delle proteine e le vie metaboliche che influenzano la qualità, la sicurezza, la salute e l’efficacia dei prodotti. Questi approcci forniscono approfondite conoscenze sulle interazioni biochimiche, supportando lo sviluppo di strategie di nutrizione personalizzata e l’impiego di alimenti funzionali, che mirano a specifici obbiettivi di salute.
Proteomica
Identificazione sistematica e completa delle proteine di un organismo per individuare modelli di espressione, strutture e interazioni che influenzano la qualità, la sicurezza e gli effetti sulla salute degli alimenti. La proteomica può essere utilizzata per caratterizzare i profili proteici di prodotti vegetali o animali, valutarne l’allergenicità e monitorarne i cambiamenti durante i processi di trasformazione o conservazione.
Applicazioni
- Identificazione e selezione di varietà vegetali o microorganismi sulla base di marcatori proteici associati a resa, resilienza o proprietà funzionali.
- Rilevamento e quantificazione di allergeni o proteine bioattive per migliorare la sicurezza, il valore nutrizionale e le prestazioni/performance dei prodotti.
- Supporto alla nutrizione personalizzata attraverso il collegamento tra i profili di espressione proteica e pattern di digestione con le risposte individuali dell’organismo.
Metabolomica
Analisi completa dei prodotti secondari/intermedi dei processi metabolici (i cosidetti metaboliti) per individuare vie biochimiche che influenzano la qualità, la sicurezza e gli effetti sulla salute degli alimenti. La metabolomica può essere utilizzata per analizzare la composizione nutrizionale, monitorare i processi fermentativi e valutare i cambiamenti metabolici durante la trasformazione o la conservazione degli alimenti.
Applicazioni
- Identificazione di marcatori metabolici per varietà vegetali o ceppi di microorganismi con resa, resilienza o proprietà nutrizionali migliori.
- Rilevamento di contaminanti, tossine o metaboliti benefici per migliorare la sicurezza alimentare, la tracciabilità e lo sviluppo di ingredienti funzionali.
- Supporto alla nutrizione personalizzata mettendo in relazione i profili metabolici individuali in risposta a specifiche diete e composti bioattivi.
Esempi
- I metaboliti (secondari) nelle piante svolgono un ruolo importante nella risposta allo stress e nella prevenzione delle infezioni o della crescita di agenti patogeni. Ciò consente di adattare le proprietà di determinate piante alle esigenze umane in maniera mirata.
- Strumenti analitici usati nella metabolomica, come la risonanza magnetica nucleare (NMR), la gascromatografia–spettrometria di massa (GC-MS) e la cromatografia liquida–spettrometria di massa (LC-MS), consentono di rilevare i prodotti metabolici anche a concentrazioni estremamente basse.
- La metabolomica mirata si focalizza su specifiche vie metaboliche come, ad esempio, il metabolismo degli amminoacidi, l’ossidazione dei lipidi, il metabolismo energetico e i metaboliti derivati dal microbioma intestinale. Inoltre, fornisce indicazioni quantitative assolute su importanti metaboliti chiave per coadiuvare percorsi di nutrizione personalizzata.
Bioinformatica e infrastruttura di calcolo
Sistemi di calcolo ad alte prestazioni e archiviazione dati scalabile, progettati per l’elaborazione sicura, il backup e la gestione di grandi set di dati omici a lungo termine. La piattaforma di calcolo bioinformatico del MOC – Centro MultiOmics per Alimentazione e Salute consente l’analisi affidabile di dati di genomica, trascrittomica, proteomica e metabolomica secondo i più alti standard scientifici, garantendo accuratezza, riproducibilità e integrità dei dati. La gestione sicura dei dati e la protezione delle informazioni sensibili sono parte integrante dell’infrastruttura.
Applicazioni
- Messa a disposizione di risorse bioinformatiche avanzate per aziende e partner di ricerca, senza la necessità di disporre di una propria infrastruttura di calcolo ad alte prestazioni.
- Flussi di lavoro di analisi standardizzati e riproducibili per genomica, trascrittomica, proteomica e metabolomica, supportati da robuste procedure di analisi.
- Integrazione di dati MultiOmici a diversi livelli molecolari, per individuare meccanismi biologici complessi e supportare innovazione, sviluppo del prodotto e miglioramento della qualità nei settori alimentare, agricolo, delle biotecnologie e della salute.