Ricerca

BIOCEL: Biologia della cellula vegetale e sviluppo della pianta

Questa linea di ricerca mira a definire come le vie metaboliche e i comparti subcellulari agiscano in modo integrato sia per regolare la vita delle piante e la loro risposta agli stress climatici, sia per determinare l’accumulo di sostanze utili per l’alimentazione e la salute umana. Sono parte di queste indagini: l’identificazione dell’espressione di geni coinvolti nella determinazione della struttura, del traffico e del metabolismo cellulare e della risposta a stimoli esterni; la caratterizzazione del ruolo funzionale e fisiologico delle proteine codificate. Queste analisi vengono condotte attraverso approcci sperimentali che utilizzano modelli in vivo, in vitro ed in silico.

Progetti

Attivi

Cambiamento climatico: mitigazione del rischio per uno sviluppo sostenibile
Inizio: 01/11/2019   Fine: 31/12/2022

MIUR

Milano, Lodi, Pisa
Emanuela Pedrazzini

Durata Progetto:
01/11/2019 - 31/12/2022
Ente finanziatore:
MIUR
Responsabili di progetto:
Emanuela Pedrazzini
Sedi:
Milano, Lodi, Pisa

Cambiamento climatico: mitigazione del rischio per uno sviluppo sostenibile


Il progetto ad ampio spettro prevede:

  • lo studio degli impatti dei cambiamenti climatici sulla sostenibilità e produttività dei sistemi agricoli e strategie di adattamento;
  • l’utilizzo della diversità genetica di specie agrarie per l’adattamento ai cambiamenti climatici;
  • la produzione di un nuovo germoplasma con una maggiore tolleranza alla siccità, mantenendo quantità e qualità del seme;
  • lo sviluppo di strategie volte a contrastare le condizioni ambientali avverse attraverso le conoscenze dei meccanismi preposti alla risposta delle piante agli effetti dei mutamenti climatici;
  • l’ottenimento/identificazione di genotipi superiori e dei determinanti genetici per la tolleranza a stress abiotici (migliore efficienza d’uso dell’acqua, resistenza alle alte temperature) e nutrizionali (migliore efficienza d’uso dell’azoto);
  • la sostenibilità dei sistemi di allevamento ed identificazione di regioni genomiche con effetto sull’adattamento in animali.
Struttura e funzione di EDEM: PDI, il controllore della degradazione associata al reticolo
Inizio: 01/02/2022   Fine: 31/01/2023

CNR-DiSBA

Milano
Pietro Roversi

Durata Progetto:
01/02/2022 - 31/01/2023
Ente finanziatore:
CNR-DiSBA
Responsabili di progetto:
Pietro Roversi
Sedi:
Milano

Struttura e funzione di EDEM: PDI, il controllore della degradazione associata al reticolo


Il calore e la siccità stressano le piante. Un ruolo importante nella resistenza a questo stress è svolto da un enzima chiamato Endoplasmic Reticulum Degradation Enhancing Mannosidase (“EDEM”). Questo enzima esiste in una forma resistente al calore in un fungo termofilo originariamente scoperto in un mucchio di letame di cavallo che fermentava al sole a circa 60-65 °C. La prima parte del progetto è volta a testare la resistenza allo stress di piante che esprimano quella EDEM di fungo termoresistente. Tale pianta transgenica potrebbe essere utile per estrarre metalli pesanti e/o indurre la degradazione di composti organici in terreni contaminati (fitorisanamento) oppure in agricoltura per avere aumentata produttività agricola in condizioni ostili (stress da caldo o da carenza di acqua durante fioritura e impollinazione). La seconda parte del progetto ambisce a ottenere un modello 3D di EDEM – per cristallografia a raggi X e/o criomicroscopia elettronica di trasmissione. Questo modello aiuterà a capire come funzioni EDEM e a progettare molecole per modularne l’attività catalitica. Oltre alla struttura, l’attività dell’enzima sarà caratterizzata in vitro, in cellula e in planta.

Enhancing Photosynthesis
Inizio: 30/11/2021   Fine: 31/10/2023

Regione Lombardia

Milano   Sito web

Stefano Santabarbara

Durata Progetto:
30/11/2021 - 31/10/2023
Ente finanziatore:
Regione Lombardia
Responsabili di progetto:
Stefano Santabarbara
Sedi:
Milano
Sito web del Progetto :
Sito web

Enhancing Photosynthesis


La fotosintesi è il processo mediante il quale la luce solare è convertita in potenziale chimico, utilizzabile dagli organismi, e rappresenta pertantp il sito primario si produzione energetica nella biosfera. In condizioni ottimali le relazioni di foto-conversione procedono con una resa quantica estremamente elevata (80-99%). Lo studio di questi sistemi biologici può quindi rappresentate un paradigma utile per l’implementazione di materiali e strategie che li imitino per applicazioni fotovoltaiche e fotocatalitiche. D’altro canto, in condizioni naturali, a causa di variabilità e fluttuazioni ambientali, la resa fotosintetica è generalmente più bassa di quella ottimale e questo può portare a una riduzione della produttività, soprattutto per quanto riguarda le colture agricole. Pertanto, lo studio dei processi, come la raccolta della luce e il controllo dell’efficienza di raccolta, potrebbe portare ad un miglioramento della produttività delle colture ed essere quindi vantaggioso dal punto di vista sociale.

Il progetto “Enhancing Photosintesi” si propone di affrontare alcuni di questi aspetti, studiando sia i fattori che influenzano la produttività delle colture/piante, sia i loro meccanismi molecolari, sia i meccanismi fondamentali di conversione dei fotoni nei fotosistemi con l’obiettivo di trasferire alcune delle loro caratteristiche in sistemi biomimetici artificiali.

Il progetto prevede inoltre lo sviluppo di una piattaforma spettroscopica (ottica) per lo studio dei processi fotosintetici sia in(super)complessi clorofilla-proteina isolati, sia in sistemi fotosintetici intatti così come in sistemi sintetici artificiali (anche allo stato solido). La strumentazione coprirà oltre ad un ampio intervallo temporale (dai femto ai millisecondi) anche una ambia banda spettrale (dal vicino UV al vicino IR). Questa piattaforma sarà basata sia su strumentazioni già esistenti presso il CNR Milano e al PoliMI,  le cui caratteristiche saranno sostanzialmente estese/implementate per renderle adatte allo studio di campioni molto diversificati e complicati da studiare a causa dell’elevata dispersione della luce che presentano. E’ fine del progetto rendere questo “hub” spettroscopico aperto che rappresenti una struttura di duratura che possa aggregare e promuovere la ricerca in fotosintesi, e su argomenti strettamente correlati, a livello regionale e possibilmente nazionale.

PREP-IBISBA - Industrial Biotechnology Innovation and Synthetic Biology Accelerator - Fase Preparatoria
Inizio: 01/01/2020   Fine: 31/12/2023

H2020-EU.1.4. - EXCELLENT SCIENCE - Research Infrastructures

Milano   Sito web

Emanuela Pedrazzini, Aldo Ceriotti

Durata Progetto:
01/01/2020 - 31/12/2023
Ente finanziatore:
H2020-EU.1.4. - EXCELLENT SCIENCE - Research Infrastructures
Responsabili di progetto:
Emanuela Pedrazzini, Aldo Ceriotti
Sedi:
Milano
Sito web del Progetto :
Sito web

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

Non attivi

PlanOVac - Plant-based bio-encapsulation strategies for oral veterinary vaccines
Inizio: 01/03/2019   Fine: 01/07/2019

IBISBA 1.0

Milano   Sito web

Emanuela Pedrazzini

Durata Progetto:
01/03/2019 - 01/07/2019
Ente finanziatore:
IBISBA 1.0
Responsabili di progetto:
Emanuela Pedrazzini
Sedi:
Milano
Sito web del Progetto :
Sito web

PlanOVac - Plant-based bio-encapsulation strategies for oral veterinary vaccines


Il progetto vede l’ottimizzazione di strategie di bioincapsulamento di vaccini e farmaci utilizzando proteine di riserva dei semi di mais (zeine) come scaffold. Le zeine sono generalmente considerate sicure e possono anche fornire effetti adiuvanti per i vaccini.

VaTEP - Vacuolar Transport Equipment for Growth Regulation in Plant
Inizio: 01/10/2006   Fine: 30/09/2010

Unione Europea

Milano   Sito web

Emanuela Pedrazzini

Durata Progetto:
01/10/2006 - 30/09/2010
Ente finanziatore:
Unione Europea
Responsabili di progetto:
Emanuela Pedrazzini
Sedi:
Milano
Sito web del Progetto :
Sito web

VaTEP - Vacuolar Transport Equipment for Growth Regulation in Plant


Il tonoplasto (la membrana del vacuolo vegetale) svolge un ruolo centrale nella crescita della pianta e nell’omeostasi cellulare. Il network di ricerca VaTEP si è focalizzato sul ruolo di canali e trasportatori del tonoplasto per identificare le loro specifiche funzioni rispetto ai processi di sviluppo e crescita della pianta. Gli studi erano portati avanti in maniera interdisciplinare dai vari gruppi partecipanti e particolare attenzione era data alla formazione di giovani ricercatori.

Sintesi e accumulo, in cellule vegetali, di proteine chimeriche per utilizzi biotecnologici
Inizio: 31/03/2019   Fine: 31/07/2019

Arterra Bioscience S.R.L.

Milano
Emanuela Pedrazzini

Durata Progetto:
31/03/2019 - 31/07/2019
Ente finanziatore:
Arterra Bioscience S.R.L.
Responsabili di progetto:
Emanuela Pedrazzini
Sedi:
Milano

Sintesi e accumulo, in cellule vegetali, di proteine chimeriche per utilizzi biotecnologici


Servizio di ingegneria proteica: produzione di costrutti ingegnerizzati (plasmidi) e verifica della sintesi e dell’accumulo, in cellule vegetali, di proteine chimeriche per utilizzi biotecnologici.

BIO-ECO "Bioeconomia”
Inizio: 01/01/2020   Fine: 31/12/2021

MIUR

Milano, Pisa, Roma
Anna Paola Casazza

Durata Progetto:
01/01/2020 - 31/12/2021
Ente finanziatore:
MIUR
Responsabili di progetto:
Anna Paola Casazza
Sedi:
Milano, Pisa, Roma

BIO-ECO "Bioeconomia”


Il progetto BIO-ECO, coordinato dal Dipartimento di Scienze Bio Agroalimentari del CNR, vede coinvolto un team multidisciplinare di ricercatori provenienti da nove diversi Istituti distribuiti sull’intero territorio nazionale. Le attività di IBBA coprono:

  • uso efficiente delle risorse naturali e miglioramento della capacità fotosintetica / resistenza e tolleranza agli stress abiotici (WP2);
  • sviluppo e applicazione di DSS per analisi predittive in agricoltura (WP3);
  • molecole bioattive dalle piante, da microorganismi e colture cellulari (WP4);
  • nuove fonti alimentari da piante acquatiche e microalghe (WP7).
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