La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG - Fondazionevillafabri.org

La Collezione dei Lieviti Industriali
DBVPG: una storia lunga 100 anni
Pietro Buzzini
Dipartimento di Biologia Applicata,
Università Universit di Perugia
&
Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG
(www.agr.unipg.it/dbvpg)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 1/32

I. Definizione di biobanca (centro di risorse biologiche – BRC) secondo
l’OECD
Infrastrutture di supporto
alle attività (bio)tecnologiche
Includono Collezioni di organismi “coltivabili”
microrganismi
piante
linee cellulari vegetali, animali ed umane
parti replicabili di essi (es. genomi, plasmidi, virus, cDNA)
Forniscono inoltre servizi ed informazioni correlate ai sistemi
biologici conservati (es. database contenenti informazioni
molecolari e fisiologiche)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 2/32

II. Breve storia delle Collezioni di Microrganismi
Fine del XIX secolo
Robert Chodat Universitè de Geneve (alghe & funghi filamentosi)
Wilhelm Vischer Universitè de Basel (alghe unicellulari)
Ernst Pringsheim University of Prague (alghe unicellulari)
Charles Thom Bureau of Chemistry, US Department of Agriculture, Peoria, ILL
(Aspergillus
Aspergillus & Penicillium)
Penicillium)
Frantisek Kral Institute of Hygiene, School of Medicine, Prague (batteri &
funghi filamentosi)
Ernst Pribram University of Wien (batteri patogeni)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 3/32

III. Differenti tipi di Collezioni di microrganismi
Collezioni di esclusivo interesse scientifico
Associate a strutture Accademiche:
Accademiche
Agricultural Research Service (ARS)
National Center for Agricultural Utilization Research (NCAUR)
US Department of Agriculture (Peoria, ILL, USA)
Collezioni individuali (in-house)
Associate a singoli laboratori
Esclusivo scopo di ricerca
Collezioni di servizio
Conservazione ex-situ, distribuzione
di ceppi e fornitura di servizi ad
utilizzatori terzi
Villa Saluspercibum Fabri (Trevi, 2009 PG) – 7 slide dicembre 17/27 2012 – 4/32

IV. Principali Collezioni di servizio nel mondo (1)
American Type Culture Collection (ATCC),
Manassas (MA) USA costituita nel 1925
dall’American Museum of Natural History. Colture
conservate nel primo anno di attività = 525 (245
differenti specie microbiche). Colture conservate
attualmente = oltre 30.000 ceppi (alghe, batteri,
lieviti, funghi filamentosi, linee cellulari, plasmidi,
protozoi e virus)
Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS),
Utrecht costituita nel 1904 dall’Association
Internationale des Botanistes. Ceppi conservati nel
1906 = 80 colture. Colture conservate attualmente
= 25.000 colture (lieviti e funghi filamentosi)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 5/32

IV. Principali Collezioni di servizio nel mondo (2)
Acronimo Nome Località, Nazione
ATCC ATCC American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA)
NRRL
Northern Regional Research Laboratory, US Dept. of
Agriculture
Canadian Collection of Fungal Cultures
(Peoria, Ill., USA)
CCFC Canadian
Collection of Fungal Cultures (Ottawa, Canada)
CABI Bioscience Genetic Resource Collection
(Egham, UK)
NCIB National Collection of Industrial, Industrial, Food & Marine Bacteria (Aberdeen, UK)
NCYC National Collection of Yeast Cultures (Norwich, UK)
CBS BS Centraal Bureau voor Schimmelcultures
CCM Czechoslovak Collection of Microorganisms
CCTM Centre de Collection de Type Type Microbienne
CECT Colección Española de Cultivos Tipo
(Utrect, Olanda)
Colección Española de Cultivos Tipo (Valencia
(Brno, Repubblica Ceca)
(Lausanne, Svizzera)
(Valencia, , Spagna) Spagna)
CIP Collection de l’Institut Pasteur (Parigi, Francia)
CNCM Collection Nationale de Cultures de Microorganismes
(Parigi, Francia)
DBVPG Collezione Collezione dei Lieviti Industriali (Perugia, Italia)
DSM
Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und
Zellkulturen
(Braunschweig, Germania)
IAM Institute of Applied Microbiology (Tokyo, Giappone)
IFO IFO Institute for Fermentation (Osaka, Giappone)
JCM Japan Collection of Microorganisms
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 6/32
(Saitama, Giappone)

V. Importanza della conservazione del germoplasma microbico (1)
Interesse strategico della conservazione
1963: International Association of Microbiological
Societies (IAMS) (oggi International Union of
Microbiological Societies - IUMS) piano di
cooperazione e coordinamento internazionale
1970 - World Federation for Culture Collections
(WFCC) commissione interdisciplinare
all’interno della International Union of Biological
Sciences (IUBS)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 7/32

V. Importanza della conservazione del germoplasma microbico (2)
Obiettivi realizzati dalla WFCC creazione
di un database internazionale dei ceppi
microbici conservati nei differenti BRC
nazionali (Data Centre for Microorganisms -
WDCM)
1981 - European Culture Collection
Organization (ECCO) coordinamento di
oltre 60 collezioni provenienti da oltre 20
nazioni europee (oltre 350.000 ceppi di
batteri ed archea, lieviti, funghi filamentosi,
alghe, protozoi, batteriofagi, plasmidi,
cellule animali e vegetali, virus)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 8/32

V. Importanza della conservazione del germoplasma microbico (3)
Azioni di sostegno promosse dalla EU per il sostegno dei BRC
Biotechnology Action Programme (BAP, 1984-1987) (include ( include
anche la Microbial Information Network Europe: MINE)
Biotechnology Research for Innovation and Growth in Europe
(BRIDGE, 1987-1991)
Biotechnology I e II (1990-1994 e 1994-1998)
Cell Factory Key Action (1998-2000)
Microbial Resource Research Infrastructure (MIRRI) (2012-
2015)
Scopo principale “Creazione “ Creazione di un network europeo di BRC
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V. Importanza della conservazione del germoplasma microbico (4)
32 CRB
17 stati EU rappresentati
+ 7 “associati”
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 10/32
Coordinatore
Partners + associati
Manifestazione
di interesse
DBVPG

VI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: un po’ di storia (1)
1906-1980. 1906-1980.
Nascita ed attività
della “Collezione IMAT”
Primo ceppo isolato nel 1912
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 11/32
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VI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: un po’ di storia (2)
1980-ad oggi: trasformazione
della Collezione IMAT nella
Collezione di servizio DBVPG –
alcune attività di rilievo:
1985: affiliazione alla WFCC ed alla
ECCO
1988: organizzazione del VII ISSY
1997: acquisizione da parte del MSE
della qualifica di AID (Autorità
Internazionale di Deposito)
2001: messa online del primo sito web
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 12/32

VII. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: www.agr.unipg.it/dbvpg
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 13/32

VIII. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: informazioni generali (1)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 14/32
DBVPG
Graduatoria sulla base del numero di
ceppi di lieviti conservati
5° posto: tra le tutte collezioni mondiali
(incluse anche le “generaliste” NRRL,
ATCC e CBS)
2° posto: tra le collezioni che conservano
esclusivamente lieviti (non “generaliste”,
collezioni “boutique”)

VIII. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: informazioni generali (2)
Sezione 1: 1:
circa 1500 ceppi
associati con l’industria della
fermentazione alcolica
Sezione 2: 2:
circa 2500 ceppi
isolati da habitat naturali
Sezione 3: 3:
circa 1000 ceppi ceppi
tipo ottenuti tramite scambi
con altre Collezioni di colture
microbiche
Sezione 4: circa 500 ceppi di
organismi lievito-simili
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 15/32
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IX. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: servizi verso terzi (pubblici
e/o privati
Distribuzione di ceppi
Deposito e conservazione ex-situ di
ceppi per conto terzi (safe deposit)
Deposito di ceppi ai fini brevettuali
(patent deposit) AID
Identificazione e servizio di
certificazione tassonomica
Esecuzione di screening su
commissione
Corsi di formazione teorico-pratici
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 16/32
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X. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: Autorità Internazionale di
Deposito (1)
Autorità Internazionale di Deposito (AID): definizione
Istituzione che ha ricevuto lo status di
AID con Decreto Governativo
Attività controllata dalla World
Intellectual Property Organization (WIPO ( WIPO) )
e regolata dal trattato internazionale di
Budapest (1979)
Deputata al deposito di microrganismi
per scopi brevettuali
www.wipo.it/treaties/en/registration/budapest/pdf/trtdocs_wo002.pdf
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X. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: Autorità Internazionale di
Deposito (2)
Attualmente esistono nel mondo 39 AID riconosciute dalla WIPO
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 18/32

XI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: ricerche in atto (1)
Isolamento e caratterizzazione di lieviti dall’ambiente (1)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 19/32
8/20

XI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: ricerche in atto (2)
Isolamento e caratterizzazione di lieviti dall’ambiente (2)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 20/32
9/20

XI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: ricerche in atto (3)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 21/32
Descrizione di nuove specie (1)
10/20

XI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: ricerche in atto (4)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 22/32
Descrizione di nuove specie (2)
11/20

XI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: ricerche in atto (5)
Selezione di ceppi di interresse (bio)tecnologico (1)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 23/32
12/20

XI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: ricerche in atto (5)
Selezione di ceppi di interresse (bio)tecnologico (2)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 24/32
13/20

XI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: ricerche in atto (6)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 25/32
Modellizzazione di processi fermentativi
14/20

XI. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: ricerche in atto (7)
Caratterizzazione di organismi lievito-simili di interesse
veterinario (1)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 26/32
15/20

XII. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: collaborazioni in atto
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 27/32
17/20

XIII. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: riserva di biodiversità di
interesse naturalistico
Italia - circa 30%
Europa - circa 20%
Nord & Sud America - circa 25%
Altre origini (Asia, Oceania,
Antartide) - circa 15%
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XIV. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: riserva di biodiversità di
interesse biotecnologico (1)
Obiettivo principale delle
industrie che operano nella
trasformazione delle materie
prime in prodotti alimentari
fermentati utilizzare
microrganismi starter
selezionati per la produzione
di prodotti fermentati di
qualità
All’interno delle Collezioni di
Servizio (es. DBVPG)
enorme varietà di ceppi
microbici utilizzabili quali
colture starter per una
varietà enorme di prodotti
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 29/32

XIV. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: riserva di biodiversità di
interesse biotecnologico (2)
Valore di mercato (2004) delle colture
starter per il settore alimentare oltre 500
milioni €
Conservazione di germoplasma
microbico all’interno delle Collezioni e sua
distribuzione alle industrie agro-alimentari
fattore strategico per la produzione di
alimenti ad elevato grado qualità
(es. ceppi autoctoni)
Selezione di ceppi e loro conservazione
nella Collezione dei Lieviti Industriali
DBVPG importante punto di riferimento
per l’industria agro-alimentare regionale, regionale,
nazionale ed internazionale (sia
tradizionale che “biotech”)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 30/32

XV. La Collezione dei Lieviti Industriali DBVPG: conclusioni e sfide per
il futuro
Censimento e conservazione ex-situ
della biodiversità microbica in
ambito territoriale (regionale
( regionale, ,
nazionale ed internazionale)
internazionale
Selezione di ceppi e loro
conservazione nella Collezione dei
Lieviti Industriali DBVPG
importante punto di riferimento per
l’industria agro-alimentare
regionale, nazionale ed
internazionale (sia tradizionale che
“biotech”)
Rafforzamento di un network EU
all’interno del progetto MIRRI
(Microbial Resource Research
Infrastructure)
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 31/32

XVI. Grazie per l’attenzione…
Villa Fabri (Trevi, PG) 7 dicembre 2012 – 32/32