Descrizione della commessa "STUDIO DELLA BIODIVERSITA' MOLECOLARE PER LO SVILUPPO DI PROCESSI E PRODOTTI INNOVATIVI (SV.P17.009)"

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  • Descrizione della commessa "STUDIO DELLA BIODIVERSITA' MOLECOLARE PER LO SVILUPPO DI PROCESSI E PRODOTTI INNOVATIVI (SV.P17.009)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • - caratterizzazione di biomarcatori a scopo diagnostico e prognostico, per il monitoraggio di processi di filiera, e per la valutazione della qualità e della sicurezza alimentare. La nostra attività di ricerca metagenomica si propone di dare una risposta oggettiva a numerose domande provenienti direttamente dai produttori e dai consumatori. Ad esempio, nell'ambito nella filiera vitivinicola, si intende stabilire se esista una correlazione tra origine geografica e varietale delle materie prime e composizione della microflora coinvolta nelle varie fasi fermentative, e, quindi qualità e sicurezza del prodotto finale. E', ad esempio, essenziale stabilire l'eventuale presenza di specie, \"invisibili\" alla rilevazione classica, potenzialmente pericolose o benefiche. Tali ricerche consentiranno alle cantine produttrici di standardizzare i trattamenti e le procedure in funzione della qualità e della sicurezza del prodotto finale. (literal)
Strumentazione
  • La strumentazione di base per lo svolgimento delle attività sono disponibili nella sede dell'Istituto. Sebbene vi sia personale competente a svolgere le attività di sequenziamento e analisi dei dati l'Istituto non ha completa autonomia ma come evidente dalle progettualità in atto l'IBBE collabora attivamente con l'ITB (sede di Bari) che possiede relativa strumentazione complementare a quella presente nell'IBBE per il sequenziamento e per l'analisi dei dati. (literal)
Tematiche di ricerca
  • - Analisi metagenomica della complessità tassonomica del microbioma di campioni clinici di pazienti e controlli. - Analisi metagenomica del microbioma batterico e fungino nella filiera viti-vinicola. - Analisi funzionale e tassonomica del metagenoma di campioni ambientali di suolo, acque e ambienti estremi. - Annotazione strutturale e funzionale del genoma e del trascrittoma di organismi procariotici ed eucariotici - Sviluppo di protocolli di laboratorio e strumenti bioinformatici per l'analisi di dati metagenomici (literal)
Competenze
  • I partecipanti alla commessa hanno competenze multidisciplinari che comprendono: - Estrazione di acidi nucleici da campioni ambientali eterogenei - Sequenziamento massivo degli acidi nucleici estratti da campioni ambientali con il metodo shotgun o basato su ampliconi - Analisi funzionale e caratterizzazione enzimatica di determinanti genetici individuati di particolare interesse biotecnologico - Applicazione e sviluppo di metodologie bioinformatiche per l'analisi di dati di sequenza orientata alla determinazione della composizione tassonomica del campione o all'analisi funzionale (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • - individuazione di ceppi microbici e prodotti genici per lo sviluppo di processi innovativi per applicazioni biotecnologiche in ambito medico, agroalimentare e ambientale. In particolare, l'analisi di campioni provenienti da ambienti \"estremi\" o comunque sede di specifiche attività metaboliche sarà volta alla ricerca di nuove funzionalità molecolari potenzialmente trasferibili alle catene biotecnologiche. - monitoraggio della flora microbica di campioni clinici, alimentari e ambientali in relazione a condizioni patologiche, presenza di inquinanti, o studi di filiera. In particolare lo studio metagenomico del microbioma coinvolto nelle diverse fasi delle filiere di produzione alimentare, in particolare nella vitivinicola, consentirà l'individuazione di criteri oggettivi per il controllo del prodotto finale in termini di qualità, sicurezza e tracciabilità. (literal)
Tecnologie
  • Le tecnologie più rilevanti includono: - piattaforme di sequenziamento di nuova generazione - infrastrutture di calcolo per l'applicazione di algoritmi e software e la costruzione / consultazione di banche dati specializzate (literal)
Obiettivi
  • Mettere a punto metodologie e strumenti per la identificazione di specie su basi molecolari attraverso l'approccio del DNA barcoding. Mettere a punto metodologie e strumenti per la determinazione della biodiversità tassonomica e funzionale di campioni clinici, alimentari e ambientali con approcci metagenomici. Sviluppo di processi e prodotti innovativi di interesse biotecnologico. In ambito metagenomico si intende integrare obiettivi di ricerca di base e di innovazione biotecnologica. Nell'ambito dei primi, rilevanti sono gli studi di dinamica di popolazione ed evoluzione molecolare che consentiranno di far luce sulla natura dinamica della biodiversità a livello microbico. L'avanzamento biotecnologico riguarderà, da una parte, l'evoluzione delle tecnologie di biologia molecolare e bioinformatica per affrontare nel modo più appropriato le ampie problematiche di un'analisi metagenomica e,dall'altra l'applicazione dei principi e delle funzionalità molecolari rilevate in particolari ambienti naturali all'industria biotecnologica.Tali obiettivi sono inquadrati in importanti progetti nazionali ed internazionali quali ad esempio l'infrastruttura europea LifeWatch. (literal)
Stato dell'arte
  • Nonostante i grandissimi progressi della ricerca biologica negli ultimi anni, ancora abbiamo una conoscenza molto limitata della grande varietà di specie che popolano la terra nei suoi diversi ambienti, e della loro dinamica anche in relazione ai diversi ecosistemi, all'inquinamento ambientale e ai cambiamenti climatici. Lo sviluppo delle piattaforme NGS,che oggi consente l'analisi di genomi e trascrittomi completi in tempi e costi molto contenuti, rappresenta un fondamentale punto di svolta per lo sviluppo degli studi di biodiversità su vasta scala. Infatti, la caratterizzazione molecolare, ovvero basata sull'analisi delle sequenze nucleotidiche, delle specie e l'interpretazione funzionale del loro patrimonio genetico consentirà una crescita senza precedenti delle conoscenze sulla biodiversità, soprattutto dei microrganismi ambientali, spesso difficili da discriminare su base fenotipica. L'analisi dell'intero contenuto genetico di una matrice ambientale, spesso estremamente complessa dal punto di vista sia tassonomico sia fisico, richiede lo sviluppo di opportuni protocolli sperimentali ad oggi solo agli albori. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le tecniche di indagine includono: - nuove metodologie per l'estrazione di acidi nucleici (DNA e RNA) da campioni clinici e ambientali eterogenei .- Analisi dei trascritti mediante RT-PCR e Real-Time PCR - Caratterizzazione enzimatica di proteine espresse in sistemi eterologhi - algoritmi e software per l'analisi bioinformatica - metodi per lo studio dell'Evoluzione Molecolare (literal)
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