Sviluppo di una piattaforma per biologia strutturale nella rete di infrastrutture di ricerca europee IBISBA

La funzione delle proteine può essere compresa attraverso la loro struttura. La struttura di una proteina può aiutare la progettazione di modifiche che comportano un aumento o una riduzione dell’attività, a seconda dell’obiettivo desiderato. La progettazione di proteine sintetiche ha bisogno sia di una convalida attraverso la determinazione della struttura, sia di essere ispirata dalle strutture delle proteine – sia quelle da modificare sia i prodotti delle fasi iniziali della progettazione.  Il servizio che stiamo sviluppando è una piattaforma che implementi il processo di determinazione della struttura (dal gene alla struttura della proteina). L’utente fornirà il gene che codifica la proteina di interesse, o il sistema di vettori/espressione e il protocollo di purificazione per produrla ricombinatamente, o la proteina purificata.  Il servizio fornirà uno dei seguenti risultati:

• – Struttura cristallina.
• – Struttura Cryo-EM (per target con peso molecolare MW superiore a 200 kDa).

PREP-IBISBA - Industrial Biotechnology Innovation and Synthetic Biology Accelerator - Fase Preparatoria

EU-IBISBA (Industrial Biotechnology Innovation and Synthetic Biology Accelerator) sostiene la ricerca nel campo delle biotecnologie industriali fornendo l’accesso a strutture di prima categoria per tutti i professionisti delle biotecnologie industriali. Nel 2018, questo concetto di infrastruttura di ricerca distribuita europea è stato inserito nella tabella di marcia del Forum strategico europeo sulle infrastrutture di ricerca. Una conseguenza immediata è stata l’ingresso del progetto nella fase di preparazione.

L’obiettivo del progetto di follow-up PREP-IBISBA, finanziato dall’UE, è quello di creare le condizioni affinché EU-IBISBA diventi un’infrastruttura di ricerca europea pienamente operativa nei prossimi anni. Il progetto aiuterà l’EU-IBISBA a definire un modello aziendale, a stabilire un piano finanziario a lungo termine e a identificare i quadri giuridici idonei a sostenerne il funzionamento

InterOmics – Sottoprogetto Tecnologie omiche per la valorizzazione del germoplasma di frumento duro

Il progetto si articola in tre step:

1) L’avvio di un’iniziativa volta al sequenziamento del genoma di frumento duro; l’obiettivo sarà perseguito attraverso strategie complementari che, nel loro complesso, permetteranno di affrontare le due principali problematiche associate al sequenziamento del complesso genoma di questa specie (presenza di due genomi altamente simili e alta percentuale di sequenze ripetute).

2) La caratterizzazione a livello proteomico e metabolomico delle varietà utilizzate per gli studi di genomica. I risultati di questa analisi saranno integrati con quelli prodotti dall’analisi genomica, evidenziando la presenza di eventi post-trascrizionali e post-traduzionali nella biosintesi delle proteine e fornendo indicazioni sulla attivazione di specifici percorsi metabolici.

3) La fenotipizzazione di 150 accessioni già genotipizzate (profili SNP) e derivate tramite Single Seed Descent da landraces/ecotipi. Questa collezione è conservata presso la sede di Bari dell’Istituto di Bioscienze e Biorisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche. Questi materiali consentiranno la realizzazione di una analisi di mappatura per associazione tra gli SNPs e le caratteristiche morfo-fisiologiche delle piante, fornendo quindi le basi per l’utilizzazione di queste risorse genetiche nella costituzione di nuove varietà di frumento duro.

BIO-MEMORY

Il progetto è organizzato in 3 attività principali:

1) Implementazione e aggiornamento della rete di biobanche BioGenRes, con particolare attenzione alle collezioni riconosciute a livello nazionale/internazionale, di campioni di specie animali, vegetali o microrganismi (banche del germoplasma animale e vegetale, ceppoteche microbiche di organismi patogeni/tossigeni, di nematodi, microflora di suoli e acque e microrganismi utilizzati in agro-industria e alimentazione (es. starter microbici per le fermentazioni)).

2) Replicazione (ringiovanimento) e ampliamento del materiale stoccato nelle collezioni. Per le collezioni vegetali e microbiche: moltiplicazione delle accessioni di cui si dispone una esigua quantità di materiale e ringiovanimento delle accessioni i cui i dati di vitalità del seme sono al di sotto degli standard previsti (> 85%). Per le collezioni animali di interesse zootecnico: raccolta e congelamento di materiale genetico di razze locali a completamento di campionamenti effettuati in precedenti progetti o ampliamento del numero di specie e razze conservate nelle criobanche.

3) Caratterizzazione biochimica, molecolare, metabolica, funzionale e fenotipica del materiale conservato nelle biobanche della rete BioGenRes, anche al fine di realizzare studi di associazione e di identificare marcatori associati a caratteri legati alla produzione e/o all’adattamento a fattori di stress biotici e abiotici.

E-crops - Tecnologie per l’Agricoltura Digitale Sostenibile

E-crops intende contribuire allo sviluppo ed alla diffusione dell’Agricoltura 4.0 nel Mezzogiorno, sviluppando tecnologie e metodologie innovative per gestire le colture ed i rischi a cui sono esposte; inserendo le nuove tecnologie nei tessuti produttivi di filiera, attraverso una serie di applicazioni pilota in grado di monitorare e quindi gestire i processi in funzione degli obiettivi aziendali. Verranno sviluppati strumenti di supporto decisionale, tramite la stretta interazione tra esigenze aziendali e metodologie di monitoraggio ed analisi, che permettano di gestire la variabilità spaziale di campo sia per aumentare la qualità del prodotto finale (su filiere ad alto valore aggiunto), sia per l’ottimizzazione gestionale in chiave di sostenibilità (su filiere industriali). E-crops impiegherà una infrastruttura per la fenotipizzazione HTP, eccellenza del Sud e unica in Italia, allo scopo di costruire rappresentazioni digitali delle colture in ambiente controllato che permettano di aumentare il livello di conoscenza ottenibile con tecniche di rilievo non invasivo. Le ricadute di mercato ed occupazionali sono triplici: nuovi mercati per produttori di tecnologie; aumento di competitività e redditività associato ad inserimenti in organico di nuove figure professionali; opportunità per la nascita di start-up di congiunzione tra tecnologia ed agricoltura.

Individuazione di un test rapido per fattori antinutrizionali in farine proteiche vegetali

La ricerca prevede la messa a punto di un saggio rapido per la determinazione degli inibitori della tripsina in diverse matrici di soya (soya farina di estrazione, soya estrusa, soya proteica concentrata fermentata); la realizzazione di un saggio rapido per la determinazione degli allergeni in diverse matrici di soya; la caratterizzazione molecolare di n. 3 matrici di soya (soya farina di estrazione, soya estrusa, soya proteica fermentata).

SURF - Selezione e sviluppo di materiali genetici per la resistenza alle virosi del frumento

Il progetto SURF mira a selezionare e sviluppare materiali genetici di frumento duro (Triticum durum Desf.) per la resistenza a virus, individuando e utilizzando caratteri di resistenza attraverso l’utilizzo di moderni approcci sperimentali e tecnologie scientifiche all’avanguardia. Il primo obiettivo del progetto è l’identificazione di genotipi di frumento duro resistente a soil-borne cereal mosaic virus (SBCMV) e l’individuazione di caratteri di resistenza, attraverso un approccio di Genome Wide Association Study (GWAS). Verrà utilizzata una collezione di genotipi di frumento duro precedentemente genotipizzata per la presenza di marcatori SNP. Il secondo obiettivo del progetto è lo sviluppo di linee di frumento duro in cui risulta inattivato il gene codificante per una proteina-disolfuro-isomerasi (PDI) attraverso l’utilizzo del genome editing. In particolare in orzo, una variante del gene PDIL5-1, codificante per una PDI simile a quella di frumento, causa resistenza innata a ceppi multipli di Bymovirus. Verrà quindi utilizzato il gene ortologo di frumento duro per gli esperimenti di genome editing. I caratteri di resistenza individuati potranno quindi essere utilizzati in futuri programmi di miglioramento genetico di frumento.  I risultati raggiunti dal progetto saranno disponibili gratuitamente per tutte le imprese attive nel settore agricolo.

sPATIALS3 - Miglioramento delle produzioni agroalimentari e tecnologie innovative per un’alimentazione più sana, sicura e sostenibile

Il progetto si configura come un HUB tecnologico e di ricerca che coinvolge 12 istituti CNR, appartenenti a 4 diversi Dipartimenti, e 4 aziende, i cui obiettivi sono: ottenere prodotti migliorati per le proprietà nutrizionali e funzionali; fornire e implementare tecnologie di precisione per garantire la sicurezza, la tracciabilità e la qualità dei prodotti; sviluppare smart– e active-packaging ecosostenibili e innovativi per minimizzare e recuperare, ove possibile, gli sprechi e aumentare la conservabilità degli alimenti; fornire al consumatore e alle aziende strumenti per la fruibilità dei risultati.