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Biotecnologie molecolare per la salute, l’ambiente e lo studio della Biodiversità

Personale CNR: Pesole Graziano, Ceci Luigi, De Leo Francesca, Monica Santamaria, Sgaramella Giuseppe, Armenise Annarita, De Marzo Barbara, Marra Laura, Mirizzi Maria Rosa

Personale associato: D’Erchia Anna Maria, Picardi Ernesto, Saccone Cecilia, Svelto Maria

Altri collaboratori: Aiello Italia, Annese Anita, Balech Bachir, Chiara Matteo, Fosso Bruno, Intranuovo Marianna, Leoni Claudia, Lionetti Claudia, Lovero Dominga, Manzari Caterina, Marzano Marinella, Mastropasqua Francesca, Placido Antonio, Tomasino Maria Paola, Zambelli Federico

L’avvento delle tecnologie high-throughput, particolarmente le piattaforme di sequenziamento di nuova generazione, ha innescato una profonda rivoluzione della ricerca biomedica sia per la scala, che ora ha raggiunto una dimensione “omica”, sia per l’apertura di nuovi orizzonti con applicazioni potenziali fino a qualche tempo fa inimmaginabili. La ricerca su scala “omica”, che produce enormi volumi di dati ancora in crescita esponenziale e a costi sempre più contenuti, necessita di infrastrutture ICT e sistemi avanzati di analisi bioinformatica. In tale scenario si collocano le linee di ricerca di questa commessa, che si avvalgono di competenze multidisciplinari, dell’integrazione delle più avanzate attività sperimentali e risorse computazionali per l’analisi e l’interpretazione dei dati e del supporto di grandi infrastrutture di ricerca europea quali ELIXIR (Bioinformatica) e LIFEWATCH (Biodiversità Molecolare).

Principali Linee di Ricerca
1) Sviluppo di metodologie bioinformatiche e banche dati specializzate per l’analisi tassonomica e la caratterizzazione funzionale di dati “omici”. In particolare le metodologie bioinformatiche comprendono: i) assemblaggio e annotazione di genomi virali, procariotici ed eucariotici; ii) studio del trascrittoma in procarioti ed eucarioti e del pattern di splicing alternativo di geni eucariotici; iii) identificazione e caratterizzazione funzionale di eventi di RNA editing; iv) evoluzione e caratterizzazione funzionale del genoma mitocondriale; v) caratterizzazione tassonomica e funzionale del microbioma.

2) Annotazione strutturale e funzionale del genoma e dei meccanismi di regolazione dell’espressione genica di organismi procariotici ed eucariotici, virus e organelli (mitocondri e cloroplasti) attraverso tecnologie High-Throughput Sequencing (HTS) e strumenti bioinformatici avanzati. In particolare, l’attività di ricerca è volta all’assemblaggio e all’annotazione funzionale dei genomi, all’analisi del trascrittoma e agli studi sul pattern di splicing alternativo dei geni eucariotici, allo studio dell’RNA editing, degli altri caratteri epigenetici e delle interazioni acidi nucleici – proteine.

3) Caratterizzazione tassonomica e funzionale del microbioma di campioni ambientali (tra i quali acque, suoli, sedimenti), clinici (tra i quali feci, mucosa intestinale, aria espirata) ed agroalimentari (tra i quali prodotti intermedi di filiere fermentative) basata su approcci metagenomici con tecnologie di sequenziamento ad alta processività (HTS) e strumenti bioinformatici avanzati.

Tecnologie di indagine
Le tecnologie di indagine utilizzate includono:
sistemi automatici e strumentazione avanzata per l’estrazione di acidi nucleici (DNA e RNA) da campioni clinici e ambientali eterogenei, per il sequenziamento massivo e per la caratterizzazione enzimatica di proteine espresse in sistemi eterologhi;
piattaforme bioinformatiche avanzate per lo storage e l’analisi dei dati, incluse banche dati specializzate, algoritmi e software per l’analisi bioinformatica.

Obiettivi della ricerca
I principali obiettivi della ricerca includono:

1) caratterizzazione dei processi molecolari specifici nell’invecchiamento, nelle malattie neurodegenerative e nei tumori e identificazione di biomarker specifici della condizione patologica e della sua progressione.

2) Sviluppo di metodologie innovative sperimentali e bioinformatiche per l’analisi metagenomica, per la caratterizzazione tassonomica e funzionale della biodiversità microbica di campioni alimentari, ambientali e clinici, volta al monitoraggio ambientale, alla tutela della qualità, della tracciabilità e della sicurezza degli alimenti e allo studio di correlazioni rispetto a specifiche condizioni fisiologiche e patologiche.

3) Identificazione e caratterizzazione di nuovi 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.

4) Sviluppo ed erogazione di servizi e consulenze a soggetti pubblici e privati.

Indirizzo

Via Giovanni Amendola, 165/A
70126 Bari (BA) Italia

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