Utilizzare una strategia molecolare per effettuare una rapida diagnosi dei contaminanti microbici su opere d'arte e manufatti storici. Gli organismi viventi lasciano tracce di DNA negli oggetti che colonizzano e contribuiscono al microbioma di un determinato ambiente. Il microbioma di oggetti culturali è un indicatore cruciale del loro stato di conservazione e della storia del loro restauro.
E questa la strada percorsa per studiare due dipinti ad olio su tela del XVIII e XIX secolo. da una equipe del Department für Biotechnologie (DBT) della Universität für Bodenkultur di Vienna e della Universität di Innsbruck (Guadalupe Piñar, Caroline Poyntner1, Ksenija Lopandic, Hakim Tafer, Katja Sterflinger).
La ricerca è stata pubblicata sul numero di marzo 2020 di International Biodeterioration & Biodegradation.
Per le analisi metagenomiche e l’identificazione dei microbi che proliferano su beni del patrimonio culturale è stata utilizzato un protocollo di amplificazione del genoma (WGA) per preparare le librerie di DNA in combinazione con la tecnologia di sequenziamento della società britannica Oxford Nanoporore tra cui il sequencer portatile di DNA MinION che è ampiamente usato in queste settimane nella ricerca sulla salute globale nella lotta al coronavirus Covid-19.Il sequenziamento dei nanopori è un approccio di terza generazione nel sequenziamento dei biopolimeri, in particolare i polinucleotidi sotto forma di DNA o RNA.
L'obiettivo principale della ricerca è stato in particolare di valutare i vantaggi di questa strategia all'avanguardia per la diagnosi di contaminanti microbici nei manufatti culturali e di stabilire un protocollo molecolare rapido e semplice, friendly user, e di costo relativamente basso rispetto ad altre tecnologie NGS da mettere a disposizione degli utenti finali, la comunità museale e del restauro.
Tra i nodi più problematici affrontati che questa esperienza di diagnosi biologica ha tentato di sciogliere c’è certamente il campionamento. Trattandosi di opere d’arte il campionamento non può che essere non invasivo e senza modifiche di sorta ai materiali. Questa necessità in genere condiziona però la quantità di materiale da analizzare con conseguenze sulle possibilità di caratterizzazione.
La nuova tecnologia utilizzata ha dimostrato di possedere molti vantaggi per analisi metagenomiche a partire da concentrazioni di DNA necessarie molto basse. E’ possibile amplificare poi tutti i gruppi filogenetici contemporaneamente, consentendo di inferire il reale metagenome e le relative proporzioni tra i diversi taxa filogenetici: eucarioti, procarioti e virus. Un grande vantaggio quest’ultimo rispetto agli studi metagenomici correnti, dove le singole regioni target specifiche sono amplificate separatamente, come 16SrDNA, 18S rDNA o sequenze ITS. Un altro grande vantaggio dell'utilizzo della tecnologia della Nanopore è stata costituita dalla lunghezza delle sequenze generate, in media di 4-5 kb, ovvero 10 volte di più rispetto alle metodologie NGS convenzionali, come Ion Torrent o Illumina, che producono una lunghezza media di 400 b.
La strategia utilizzata dai ricercatori si è rivelata come dimostra il lavoro pubblicato efficace per un rapida diagnosi biologica dello stato di un’opera d’arte. I risultati ottenuti hanno dimostrato che il dispositivo portatile MinION può essere utilizzato rapidamente, in maniera semplice per eseguire facilmente una rapida diagnosi di routine. Il metodo può quindi essere messo a disposizione degli utenti finali, restauratori, conservatori e curatori.
Il contributo conferma un lavoro dello scorso anno di Šoltys e altri in cui la tecnologia di sequenziamento della Nanopore è stata applicata per la prima volta nell’analisi di un sigillo di cera del 18° secolo colorato con minium.
