E-crops - Tecnologie per l’Agricoltura Digitale Sostenibile

E-crops intende contribuire allo sviluppo ed alla diffusione dell’Agricoltura 4.0 nel Mezzogiorno, sviluppando tecnologie e metodologie innovative per gestire le colture ed i rischi a cui sono esposte; inserendo le nuove tecnologie nei tessuti produttivi di filiera, attraverso una serie di applicazioni pilota in grado di monitorare e quindi gestire i processi in funzione degli obiettivi aziendali. Verranno sviluppati strumenti di supporto decisionale, tramite la stretta interazione tra esigenze aziendali e metodologie di monitoraggio ed analisi, che permettano di gestire la variabilità spaziale di campo sia per aumentare la qualità del prodotto finale (su filiere ad alto valore aggiunto), sia per l’ottimizzazione gestionale in chiave di sostenibilità (su filiere industriali). E-crops impiegherà una infrastruttura per la fenotipizzazione HTP, eccellenza del Sud e unica in Italia, allo scopo di costruire rappresentazioni digitali delle colture in ambiente controllato che permettano di aumentare il livello di conoscenza ottenibile con tecniche di rilievo non invasivo. Le ricadute di mercato ed occupazionali sono triplici: nuovi mercati per produttori di tecnologie; aumento di competitività e redditività associato ad inserimenti in organico di nuove figure professionali; opportunità per la nascita di start-up di congiunzione tra tecnologia ed agricoltura.

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.

Duck-Tech - Sviluppo di una filiera integrata e sostenibile per la produzione di bioprodotti: valorizzazione di reflui da digestori alimentati a Forsu

Scopo del progetto è lo sviluppo di un sistema biologico integrato per depurare le acque reflue generate da un impianto di digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti solidi Urbani (FORSU), basata sulla capacità della Lemna (o “lenticchia d’acqua”) di tollerare elevate concentrazioni contenuti di azoto e fosforo. Il progetto si propone di sviluppare un sistema sostenibile completamente naturale in grado di ottenere i seguenti obbiettivi:

– un sistema di trattamento biologico delle acque reflue;

– la trasformazione di alcuni inquinanti in materie prime (amido e acidi grassi) impiegabili nelle industrie alimentari e biochimiche, sostituendo prodotti ottenuti dall’agricoltura.

Inoltre il progetto fornirà un contributo alla comprensione del microbioma degradativo presente nella rizosfera delle piante acquatiche impiegate nel sistema, individuando i suoi effetti sulla purificazione del rifiuto solido urbano e, più in generale, sulla qualità microbiologica delle acque.

BOBCAt - Biotechnologies for sustainable production of bio-based commodities and specialty products in a cardoon-based biorefinery

Il progetto ha come obiettivo lo sviluppo di colture di cellule di cardo per l’ottenimento di composti di valore, quali: oli ed estratti idrofilici arricchiti in molecole bioattive per applicazioni nel settore della cosmetica; acidi grassi per la produzione di bioplastiche, bioadditivi, lubricanti, etc. In un’ottica di economia circolare si cercherà di utilizzare sistemi colturali che prevedano come input l’uso di scarti dell’industria alimentare, inoltre verrà valutata la possibilità di ottenere colture autotrofe per rendere il sitema più sostenibile. È previsto l’uso di approcci biotecnologici per modificare le vie biosintetiche degli acidi grassi e della lignina al fine di aumentare le rese in bioprodotti e il migliore riutilizzo della biomassa di scarto.

CAMFEED - Improving meat and eggs quality using low-glucosinolate Camelina sativa meal as poultry feed

L’obiettivo del progetto CAMFEED è quello di utilizzare fino al 20% di panello di Camelina sativa, ottenuto dalla spremitura di semi a basso contenuto di glucosinolato (GSL) nella dieta di polli da carne e galline ovaiole per ottenere carne e uova con un contenuto più elevato di α-acido linolenico (18: 3n-3, ALA) e composti antiossidanti senza influire negativamente sulla produzione di uova e carne e sulla salute e il benessere degli animali

VELICA - Da antiche colture materiali e prodotti per il futuro

Il progetto si propone di studiare la possibile re-introduzione di colture tradizionali sul territorio lombardo quali la canapa (Cannabis sativa L.) ed il lino (Linum usitatissimum L.), rendendone nuovamente remunerativa la coltivazione attraverso l’uso di tutti i bioprodotti ottenibili dalle varie parti della pianta, e.g.: olio estratto dai semi, fibra, proteine, metaboliti secondari. Inoltre, nel progetto si prevede di valorizzare anche tutti i residui e gli scarti delle varie trasformazioni della canapa e lino creando una gamma di bioprodotti di notevole interesse.

BRIC - Approcci innovativi alla biosicurezza per la tutela della salute dell’uomo e dell’ambiente

L’estrema accessibilità di Micro Organismi Geneticamente Modificati ed il periodo di latenza, a volte di anni, col quale possono emergere eventuali effetti indesiderati alimenta il rischio che il loro utilizzo possa avvenire senza un’adeguata consapevolezza dei potenziali rischi associati. È pertanto necessario fornire agli operatori un’adeguata preparazione tecnica ma anche indagare e far leva sul portato inconscio che predispone un operatore ad agire con tempismo e professionalità sui temi della biosicurezza.

Col progetto si intende: informare, educare, ottenere feed back e realizzare una formazione mirata a seconda dei ruoli; motivare – in modo che ogni soggetto sia consapevole della propria parte nel quadro della biosicurezza – e creare una rete tra operatori i cui laboratori fanno uso di metodiche avanzate di biotecnologia.

Sarà inoltre individuato un campione di formandi per approfondire, attraverso gli strumenti del neuro marketing (EEG, misura della dilatazione pupillare, ecc.), le forme inconsce che danno corpo ai processi decisionali agiti in tema di biosicurezza. Le informazioni raccolte diverranno patrimonio e saranno utilizzate per aggiornare gli stili comunicativi che saranno utilizzati in futuro.

FP7-SME BIOBOTTLE - Biodegradable solutions for packaging of liquid dairy products

La scarsa resistenza termica dei materiali biodegradabili attualmente disponibili sul mercato è un grave inconveniente per la vasta gamma di applicazioni di questi materiali. Il progetto Biobottle ha sviluppato bottiglie innovative di plastica biodegradabile che soddisfano i requisiti per il confezionamento di diversi tipi di prodotti lattiero-caseari. Il problema principale è stato modificare la struttura chimica del materiale biodegradabile per migliorarne la resistenza al calore senza diminuire la loro resistenza meccanica.L’estrusione reattiva può essere utilizzata per superare queste limitazioni poiché grazie ad essa il materiale può diventare più resistente allo scorrimento e all’abrasione, e acquisire altre proprietà. E’ stato ottenuto un materiale termicamente e meccanicamente resistente, che mostra proprietà migliori rispetto all’HDPE o al PET, ed è innocuo dopo la biodegradazione. Le bottiglie e i sacchetti sviluppati, destinati al confezionamento di prodotti lattiero-caseari, sono stabili durante la pastorizzazione e in grado di sopportare il processo di forma-riempimento-sigillatura per sacchetti flessibili.

IBISBA 1.0 – Design Phase. Industrial Biotechnology Innovation and Synthetic Biology Accelerator

La finalità del progetto è quella di creare le basi per una futura infrastruttura di ricerca paneuropea per la biotecnologia industriale, la cui fattibilità sarà stabilita durante il progetto. L’obiettivo generale di IBISBA è supportare e accelerare l’adozione della biotecnologia industriale come tecnologia chiave per la produzione avanzata. Per fare ciò, IBISBA 1.0 fornirà una rete distribuita di infrastrutture di ricerca per promuovere la R&S nello sviluppo dei bioprocessi e per sostenere la bioeconomia. Le strutture coprono una varietà di ambiti e discipline sperimentali e in silico e insieme rappresentano il continuum di ricerca e sviluppo nell’intervallo da TRL2 a 6

PHARMAPLANT - Recombinant Pharmaceuticals from Plants for Human Health

Pharma-Planta è un progetto del VI Programma quadro EU, partito nel 2004 e finanziato dalla Commissione europea con 12 milioni di euro, che ha coinvolto 40 gruppi di ricerca appartenenti a 33 istituzioni di ricerca e industriali. Gli obiettivi del progetto sono:

• Produrre anticorpi ricombinanti in piante sviluppate secondo gli standard richiesti dai regolamenti (Good Manufacturing Practice, GMP), e sottoposte ai test pre-clinici di tossicità. Gli anticorpi ricombinanti anti-HIV sono attualmente in fase I di sperimentazione clinica.
• Sviluppare e definire nuove strategie per l’espressione di farmaci ricombinanti in pianta.
• Sviluppare metodiche di contenimento del rischio per farmaci ricombinanti prodotti in piante, sia per quanto riguarda l’impatto sulla salute umana che sull’ambiente.
• Costruire una piattaforma di produzione di farmaci basata sulle piante, rilevante per il mercato europeo.
• Definire ed attuare un programma coordinato per assicurarsi le proprietà intellettuali per facilitare la disponibilità dei farmaci ricombinanti essenziali derivati dalle piante ai paesi in via di sviluppo.

Individuazione di un test rapido per fattori antinutrizionali in farine proteiche vegetali

La ricerca prevede la messa a punto di un saggio rapido per la determinazione degli inibitori della tripsina in diverse matrici di soya (soya farina di estrazione, soya estrusa, soya proteica concentrata fermentata); la realizzazione di un saggio rapido per la determinazione degli allergeni in diverse matrici di soya; la caratterizzazione molecolare di n. 3 matrici di soya (soya farina di estrazione, soya estrusa, soya proteica fermentata).

InFlaMe - Improvement of secondary metabolites production for human health by flax cell in vitro technology

L’obiettivo del progetto InFlaMe è di ottimizzare la produzione di alcune molecole (metaboliti secondari) di interesse farmacologico/nutraceutico, i lignani, normalmente prodotti a bassa concentrazione dalle piante di lino come molecole protettive contro erbivori e  microorganismi.

La tecnologia utilizzata a tal fine prevede l’impiego di colture di diversi tessuti cellulari ottenuti da differenti specie di lino che producono tre principali classi di lignani. Tali colture verranno opportunamente indotte ad una maggior produzione attraverso approcci biotecnologici basati sull’utilizzo di specifici elicitori e mediante tecniche di ingegneria metabolica.

In prospettiva, questa tecnologia permetterà di raggiungere una produzione su larga scala di molecole ad alto valore aggiunto che ad oggi è limitata all’estrazione diretta ed in piccole quantità dalle specie vegetali produttrici.

MITICAL - Miglioramento della coltivazione e produzione della canapa industriale in Lombardia mediante tecniche colturali innovative

Il progetto MITICAL si propone, attraverso azioni di ricerca integrate di agronomia, biochimica e biologia molecolare, di aumentare le conoscenze sulla coltivazione della canapa e sull’uso finale di due suoi prodotti: semi e infiorescenze. Il progetto prevede:

• l’analisi di quattro varietà di canapa, due monoiche e due dioiche, coltivate in due diverse località lombarde caratterizzate da diverse condizioni pedoclimatiche;
• la valutazione delle performance dei 4 genotipi in diverse condizioni: i) controllo; ii) utilizzo di biostimolanti; iii) trattamenti con elicitori;
• la valutazione della qualità nutrizionale dei semi: contenuto in proteine e in olio, profilo degli acidi grassi e contenuto di composti antinutrizionali;
• infiorescenze: si valuterà il contenuto in metaboliti secondari come cannabidiolo (CBD), tetraidrocannabinolo (THC) e polifenoli;
• studi di trascrittomica: analisi di correlazione tra espressione genica e fenotipo/metabolita, identificazione di polimorfismi allelici (SNP) e costruzione di network di coespressione;
• l’analisi metagenomica del suolo: caratterizzazione di funghi, batteri e metazoi, prima e dopo la coltivazione delle piante.

Il progetto verrà svolto in collaborazione con aziende agricole di due distretti lombardi (DAMA e DINAMO) che rappresentano i principali fruitori delle conoscenze sviluppate. Inoltre i dati prodotti dalle analisi biochimiche sui semi saranno utilizzabili da aziende agroalimentari e mangimistiche, mentre quelli sulle infiorescenze avranno ricadute nel settore farmaceutico e cosmetico.

Master in Bioeconomia dei Rifiuti Organici e delle Biomasse

Il Master, giunto alla sua 11° Edizione, è un percorso formativo post laurea della durata di un anno e ha la finalità di formare figure professionali altamente qualificate capaci di:

– gestire colture dedicate, sottoprodotti e rifiuti organici sia urbani che industriali come risorse per l’energia e la chimica verde;

– programmare piani di efficienza energetica valorizzando gli scarti ed i sottoprodotti aziendali;

La formazione fornita dal Master è pensata per supportare le aziende nella transizione verso la Bioeconomia, che ad oggi presenta in Italia un fatturato di 330 miliardi di euro e che ha l’obiettivo di raggiungere entro il 2030 un aumento del 15%. (Strategia italiana per la bioeconomia, 2020).

L’obiettivo del Master è di concentrare la formazione sui risultati delle ricerche e sui sistemi più innovativi per la valorizzazione e il recupero dei rifiuti e dei sottoprodotti industriali.

Il percorso didattico fornisce conoscenze tecnico-scientifiche integrate ad esperienze applicative, visite ad impianti di produzione, casi studio e tirocini presso le aziende del settore.

SMART-BREED - Tecnologie molecolari innovative per l’adattamento delle specie ortive al cambiamento climatico mediante breeding di precisione

Il progetto si propone di sviluppare tecnologie molecolari innovative per studiare gli effetti della variabilità genetica e utilizzare queste informazioni per accelerare il breeding di nuove varietà resilienti che mantengano le caratteristiche produttive e di tipicità in condizioni ambientali  variabili ed estreme. Poiché i geni codificanti fattori di trascrizione (TF) costituiscono i principali target su cui agiscono naturalmente i processi di adattamento del genotipo all’ambiente, il progetto si concentrerà, come “proof of concept”, su fattori di trascrizione con ruolo comprovato nella risposta di fuga dall’ombra e nella risposta di induzione a fioritura.

Finalità. Innovare il settore agricolo tradizionale attraverso l’impiego di tecnologie avanzate che consentano la salvaguardia e la valorizzazione della biodiversità agraria.

Risultati. Sviluppo di tool molecolari innovativi per il miglioramento genetico e l’adattamento di specie ortive appartenenti alle famiglie delle Brassicaceae, Asteraceae e Solanaceae attraverso il breeding di precisione e le biotecnologie.

Partenariato: CNR, Istituto di Biologia e Patologia Molecolari (CNR-IBPM);  CREA, Centro di Ricerca Genomica e Bioinformatica (CREA-GB) Sede di Roma.

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).