Ecologia del microbioma intestinale dalla prospettiva della fisica statistica

Characterizing species diversity and composition of bacteria hosted by biota is revolutionizing our understanding of the role of symbiotic interactions between humans and microbes. Indeed, the impact of diversity and microbial composition for maintaining human health is increasingly recognized and numerous studies suggest that disruption of the normal structure of the microbial community, known as dysbiosis, is associated with disease. Despite the diversity of shapes and forms of microbial ecosystems, the existence of some emergent “universal” patterns has been observed. Thus the main goal is of using a statistical physics approach to unveil what are the key ingredients responsible of the universal behavior.

La caratterizzazione della diversità di specie batteriche all'interno del microbioma umano sta rivoluzionando la nostra comprensione del ruolo dell'interazione simbiotica tra gli umani le comunità microbiotiche che ospitano. L'impatto di tale diversità sulla salute umana viene sempre più riconosciuta e la ricerca in questo ambito sta rendendo chiaro il fatto che il malfunzionamento di queste comunità è associato a diverse malattie. Nonostante ogni microbioma sia caratterizzato da alcune peculiarità, è stata osservata l'emergenza di alcuni pattern universali, cioè condivisi da tutte queste comunità a prescindere dalla particlare realizzazione. Lo scopo principale di questa tesi è quello di utilizzare gli strumenti della fisica statistica al fine di individuare gli ingredienti fondamentali responsabili di questo comportamento universale.