GOODBYO - Multi-commodities microbial-driven BiOrefinery based on food-processing industry wastes, biogenic CO2 and bioprocess wastewaters (HORIZON-JU-CBE-2023)

GoodByO mira alla realizzazione di un sistema di bioraffinerie di nuova generazione che utilizzino scarti agro-alimentari, CO₂ biogenica e acque reflue di bioprocesso per la produzione di bioprodotti.

Il progetto implementerà questo concetto visionario presso il bioimpianto dell’azienda olandese ChainCraft BV, in modo da sfruttare i residui gassosi e liquidi come materie prime sostenibili a costo zero. Grazie alla diversità metabolica dei catalizzatori microbici, GoodByO svilupperà e convaliderà a TRL5 quattro diverse fabbriche microbiche.

Il progetto realizzerà anche in silico un modello di energia rinnovabile in grado di sostenere la domanda energetica variabile dell’intero sistema integrata nel tempo, sfruttando il processo di biometanazione come sistema di bilanciamento della rete energetica. GoodByO produrrà acido bio-ottanoico, bio-esanolo, carotenoidi, proteine microbiche e fertilizzanti organici al fine di soddisfare la crescente richiesta  del mercato, a prezzi di vendita competitivi rispetto ai parametri di riferimento.

Il fine ultimo è quello di incoraggiare le aziende end-user a sostituire i prodotti a base di olio fossile e di palma con quelli a base biologica, contribuendo ad aumentare la leadership globale dell’UE nell’industria manifatturiera e  facendo progredire anche i settori delle biotecnologie per la cattura e valorizzazione della CO₂.

EU-IBISBA - European Industrial Biotechnology Innovation and Synthetic Biology Accelerator

EU-IBISBA è un’infrastruttura di ricerca pan-europea dedicata alle biotecnologie industriali. che fornisce un unico punto di accesso ai ricercatori del mondo accademico e industriale di tutto il mondo per usufruire di servizi integrati per lo sviluppo end-to-end di bioprocessi. Unendo competenze europee e strutture di ricerca e sviluppo all’avanguardia, EU-IBISBA promuove la standardizzazione e le migliori pratiche in materia di dati come elementi fondamentali per la riproducibilità e l’interoperabilità dei servizi. In questo modo, IBISBA accelera la produzione e la traslazione di conoscenze all’avanguardia in innovazione per la bioproduzione.

IBISBA-IT costituisce il nodo italiano di EU-IBISBA, svolgendo un ruolo distinto in quattro settori chiave: Biologia Sintetica, Chimica Verde, Bioenergia Sostenibile e Alimenti Funzionali. IBISBA-IT contribuisce agli obiettivi generali di EU-IBISBA rafforzando la ricerca scientifica italiana nelle biotecnologie industriali, supportando le autorità nazionali e locali e promuovendo iniziative di formazione e istruzione.

CYAO-CYAnobacteria platform Optimised for bioproduction

Gli organismi unicellulari fotosintetici acquatici (microalghe) sono percepiti come una delle fonti più interessanti per la produzione sostenibile di combustibili alternativi e per l’implementazione della chimica verde. Il progetto CYAO ha come obbiettivo quello di ingegnerizzare ceppi modello di cianobatteri (alghe blue-verdi) già utilizzati per applicazioni biotecnologiche, aumentandone la produttività in termini di accumulo di biomassa mediate la modificazione delle caratteristiche di assorbimento della luce per le peculiari condizioni che gli organismi incontrano nei fotobioreattori (PBR) in cui solo coltivate. Inoltre, per dimostrare il potenziale dei ceppi ingegnerizzati nelle proprietà di antenna, il progetto propone di renderli adatti a produrre un carotenoide, l’astaxantina, che ha un alto valore economico in virtù del suo ampio utilizzo in formulazioni nutraceutiche, come antiossidanti e, specialmente, in acquicoltura, essendo il colorante naturale che caratterizza le carni dei salmonidi.

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).

PRIN 2022 PNRR DYE ART- In vivo incorporation of organic DYE to ARTificially enhance photosynthetic efficiency in green algae and cyanobacteria

Grazie a una maggiore efficienza di fissazione dell’anidride carbonica rispetto alle piante terrestri, le microalghe possono svolgere un ruolo fondamentale nella futura economia a basse emissioni di carbonio e il loro potenziale ha suscitato un crescente interesse da parte del mondo accademico e dell’industria per lo sviluppo di tecnologie di cattura e utilizzo della CO₂.

DYE ART mira alla sperimentazione di una nuova e promettente tecnologia basata su coloranti sintetici che agiscono come sistemi antenna artificiali per migliorare l’efficienza fotosintetica di alghe verdi e cianobatteri. L’obiettivo è quello di superare le attuali limitazioni della crescita autotrofa delle microalghe nei fotobioreattori, per rendere sostenibili i processi biotecnologici basati sulle microalghe, riducendo l’impronta di carbonio e aumentando la produttività complessiva.

DYE ART integra competenze multidisciplinari all’avanguardia nel campo della biologia, della biotecnologia e della fotonica. Il progetto si propone di caratterizzare, verificare e convalidare l’approccio delle antenne artificiali in due gruppi di microalghe – alghe verdi e cianobatteri – entrambi di importanza fondamentale per lo sviluppo di un’ampia gamma di processi biotecnologici e caratterizzati da una diversa configurazione dei complessi pigmento-proteina che raccolgono la luce.

PNRR AGRITECH (SPOKE 8) - CIRCULAR ECONOMY in AGRICULTURE THROUGH WASTE VALORIZATION and RECYCLING

L’attività di ricerca svolta presso IBBA è inquadrata all’interno Task 8.1.2 “Valorisation of the waste by biotechnology processes to obtain for high value molecules or new products” ed è incentrata sull’ utilizzo di microalghe (Chlorella sorokiniana e Chlorella vulgaris) e piante acquatiche (Lemna minor, Lemna gibba) per il trattamento di scarti lattiero caseari accoppiato alla produzione di biomasse valorizzabili per il contenuto proteico e l’estrazione di composti ad alto valore aggiunto.

Nell’ambito del progetto è prevista anche la caratterizzazione metagenomica dei consorzi microbici associati agli organismi fotosintetici durante il trattamento dei reflui e l’isolamento e caratterizzazione di ceppi locali microalgali dalle acque di lavaggio degli impianti caseari.

PNRR ITINERIS - Italian Integrated Environmental Research Infrastructures System

Le sfide più critiche che la nostra società deve affrontare riguardano inquinamento, uso del suolo e cambiamenti climatici, con impatti diretti sulla biodiversità e sull’integrità degli ecosistemi, che richiedono risposte urgenti basate su conoscenze quantitative trasformabili in strategie operative.
Data la complessità di tali sfide, è indispensabile un approccio multidisciplinare al Sistema Terra, che integri misure di campo e di laboratorio, analisi sperimentali, gestione dei dati e strumenti di modellazione nei diversi domini ambientali interconnessi. In questo contesto nasce ITINERIS, una rete tematica che riunisce 22 infrastrutture di ricerca ambientale con l’obiettivo di creare un sistema integrato nazionale per l’osservazione e lo studio dei processi atmosferici, marini, della biosfera terrestre e della geosfera.

Nell’ambito del WP6 – Terrestrial Biosphere, IBBA-CNR contribuisce allo sviluppo di piattaforme armonizzate e distribuite per analisi metagenomiche, produzione di biomolecole e caratterizzazione strutturale e funzionale di proteine e peptidi. Il progetto prevede l’acquisizione e l’integrazione di strumentazioni ad alta tecnologia per il sequenziamento ad alta produttività, la coltivazione microbica e la purificazione e caratterizzazione di macromolecole.

Il progetto rafforza l’interoperabilità delle infrastrutture e la standardizzazione dei dati, in linea con la roadmap IBISBA-EU, sostenendo una visione innovativa e di lungo periodo della ricerca ambientale italiana ed europea.

PNRR ONFOODS (SPOKE 2) - SMART and CIRCULAR FOOD SYSTEM and DISTRIBUTION

Nell’ambito del Partenariato Esteso ONFOODS, CNR-IBBA è ampiamente coinvolto nello SPOKE 2, dove svolge attività di ricerca legate allo sviluppo di tecnologie innovative per il recupero e la valorizzazione di scarti agroailimentari e l’utilizzo della biomassa ottenuto per la formulazione di nuove soluzioni per packaging alimentari sostenibili a base biologica.

In particolare nel WP2.1 “WP2.2: New technologies for food waste recovery” IBBA coordina per il CNR nel task 2.1.1 il progetto BIOCOIM-BIOCOnversion of agro-industrial food and waste by Insects and Microalagae e partecipa ai progetti del Task 2.1.3 NEWPRO-NEW food and non-food PROducts from agrifood wastes e VALUE_PRODUCT-EVALUation of prototypEs from by PRODUCTs/waste. Mentre nel WP2 partecipa per il Task 2.2.1 alle progettualità BIOPACK-New solution for sustainable BIO-based food PACKaging; FUNPACK-Assessment of bio-FUNctional properties of new smart and sustainable PACKaging solutions e PILOT_PACK-PILOT-scale PACKaging solutions; e per il Task 2.2.2 al Progetto BIOSAN-BIOchemical technologies for SANitization of fresh food products