Descrizione del modulo "Basi molecolari, fisiologiche e cellulari delle produzioni vegetali. (AG.P01.001.001)"

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  • Descrizione del modulo "Basi molecolari, fisiologiche e cellulari delle produzioni vegetali. (AG.P01.001.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Le ricerche contribuiranno a elevare il livello culturale della popolazione e il prestigio internazionale dell'Italia. Potenzieranno inoltre le collaborazioni internazionali. Le ricadute di queste ricerche contribuiranno al miglioramento della qualità degli alimenti e dell'impatto dell'agricoltura sull'ambiente e alla produzione di molecole per usi alimentari o farmaceutici mediante tecniche sostenibili e a costi contenuti. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le tematiche sono inquadrate nel vasto campo della biologia molecolare delle piante e in particolare riguardano i seguenti processi biologici: 1) sintesi e accumulo di proteine di riserva nei semi 2) proteostasi, biogenesi dei comparti subcellulari e traffico intracellulare; 3) risposta a stress abiotici e biotici 4) regolazione dell'espressione genica e del metabolismo da parte di fattori trascrizionali e meccanismi epigenetici; 5) sintesi e accumulo di composti antinutrizionali nei semi; 6) simbiosi micorriziche, compresa la caratterizzazione morfologico/funzionale; 7) sviluppo di strumenti informatici per l'analisi fine della struttura e funzione dei genomi vegetali; 8) Produzione di proteine ricombinanti per applicazioni in campo biomedico. (literal)
Competenze
  • Le competenze della commessa comprendono genetica molecolare e genomica, bioinformatica, biochimica delle proteine, biologia cellulare delle piante, biologia delle interazione tra pianta e ambiente con particolare riferimento agli stress abiotici, biologia delle interazioni fra pianta e rizosfera. - Strumentazione utilizzata per lo svolgimento delle attività: Apparati per elettroforesi e blotting di acidi nucleici e proteine, sistemi di acquisizione e elaborazione di immagini in fluorescenza (Phosphoimager) e chemiluminescenza (ChemiDoc), lettore multimodale per micropiastre (Infinite M200 PRO), analizzatore automatico di immagini collegato a microscopio a contrasto di fase, camere climatiche di crescita per piante, camere oscure, cappe sterili, ultracentrifuga, centrifughe da banco, congelatore programmabile per crioconservazione di cellule, congelatori -80°C, FPLC, germinatoi, HPLC, incubatori, incubatore CO2, microscopi, microscopio a fluorescenza (con sistema Apotome), scintillatore, scanner per microarray, sequenziatore per acidi nucleici, termociclatori per RT-PCR e PCR, Agilent Bioanalyzer, laboratori per l'uso di marcatori radioattivi, spettrofotometri. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I prodotti delle attività svolte all'interno della commessa potranno trovare impiego nel miglioramento genetico delle piante coltivate e quindi nel campo della produzione vegetale e, per quanto riguarda la produzione di proteine ricombinanti, nel settore biomedico. In particolare, i prodotti potranno contribuire al miglioramento della qualità delle proteine di riserva dei semi, alla produzione di semi biofortificati (e alimenti derivati) e alla creazione di piante resistenti a vari tipi di stress. I prodotti potranno inoltre trovare impiego nella realizzazione di metodiche d'analisi per il tracciamento di inoculi micorrizici arbuscolari nel terreno e di modelli per la selezione di isolati fungini efficienti. Le ricadute nel campo della produzione vegetale potranno a loro volta contribuire a soddisfare le richieste tecnologiche dell'industria di trasformazione. (literal)
Tecnologie
  • Fra le tecnologie utilizzate vi sono il DNA ricombinante, l'analisi della espressione genica differenziale mediante RNAseq, microarray, macroarray, Gene-Chips e Real-Time PCR, l'analisi fine e la comparazione di genomi mediante strumenti informatici, l'immunoprecipitazione della cromatina, l'espressione transiente in protoplasti, la produzione di proteine eterologhe, la trasformazione di diverse specie vegetali, la microscopia a fluorescenza, l'analisi di metaboliti mediante HPLC, numerose tecniche di purificazione ed analisi biochimica delle proteine, le colture in vitro di materiale vegetale, la produzione di proteine naturali e/o ricombinanti in sistemi d'espressione in vitro e in vivo, l'analisi di sequenze aminoacidiche e proteomi mediante strumenti bioinformatici e algoritmi di predizione. (literal)
Obiettivi
  • i) caratterizzazione dei meccanismi di maturazione strutturale e di smistamento delle proteine, di proteostasi e di biogenesi dei comparti subcellulari, ii) caratterizzazione di sequenze non codificanti e di fattori trascrizionali ed epigenetici che regolano l'espressione genica, iii) caratterizzazione del metabolismo e di fenomeni di trasduzione del segnale durante lo sviluppo del seme e in piante sottoposte a stress, iv) caratterizzazione di isolati diversi di funghi micorrizici in relazione ai processi di nutrizione delle piante e alla gestione delle colture, v) genomica strutturale e funzionale, anche comparativa, vi) Produzione di proteine ricombinanti per applicazioni in campo biomedico. (literal)
Stato dell'arte
  • Negli ultimi anni, gli sviluppi delle tecnologie –omiche e di analisi fine di strutture biologiche e interazioni molecolari in vivo hanno contribuito profondamente ad aumentare le conoscenze sui meccanismi molecolari che controllano le caratteristiche agronomiche e nutrizionali delle piante coltivate e, più in generale, sui processi biologici caratteristici delle piante. Diversi centri di ricerca hanno avviato un'opera d'integrazione fra il lavoro di caratterizzazione biochimica/fisiologica/cellulare e quello di miglioramento genetico delle piante coltivate, utilizzando anche tecnologie transgeniche. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le tecniche di indagine includono l'analisi genetica e genomica, l'analisi di materiale vegetale sottoposto a specifici trattamenti e l'espressione di geni eterologhi in protoplasti o piante transgeniche seguita da analisi dell'espressione genica, dei fenotipi indotti o dei prodotti sintetizzati, l'analisi bioinformatica e lo sviluppo di programmi bioinformatici. (literal)
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