JP2014 - Caratterizzazione della regolazione del metabolismo secondario delle piante da parte di NO e applicazione per la produzione industriale di composti attivi delle piante

Data inizio
1 gennaio 2015
Durata (mesi) 
12
Dipartimenti
Biotecnologie
Responsabili (o referenti locali)
Vandelle Elodie Genevieve Germaine
Parole chiave
JOINT PROJECT, METABOLITI SECONDARI, NITRIC OXIDE, BIOTECNOLOGIA VEGETALE, CELL CULTURE, GENE EXPRESSION PROFILE

PREMESSA
Grazie alle loro proprietà chimiche, i metaboliti secondari di piante rappresentano risorse uniche per i prodotti farmaceutici, additivi alimentari, e prodotti della chimica fine. Inoltre, tali composti come ‘protettori vegetali’ sono coinvolti sia nella resistenza contro i patogeni che nella tolleranza verso stress abiotici, come l'inquinamento atmosferico. È noto che, come componente chiave della risposta delle piante agli stress ambientali, la produzione di ossido nitrico (NO) è determinante per indurre la biosintesi di metaboliti secondari nelle piante.

OBIETTIVI
Comprendere i meccanismi alla base di questo processo rappresenta quindi una sfida importante per migliorare le conoscenze circa la resistenza delle piante contro stress biotici ed abiotici, ma anche per ottimizzare la produzione industriale di questi composti attivi. In questo contesto, con questo progetto in collaborazione con l’Istituto di Ricerche Biotecnologiche, partner industriale, che produce e fornisce principi attivi vegetali prodotti a partire da colture di cellule vegetali, ci proponiamo di chiarire il ruolo di NO nell’attivazione delle vie del metabolismo secondario delle piante e migliorare la produzione di metaboliti vegetali in diverse colture cellulari di interesse economico.

PROCEDIMENTO
A questo scopo, sfrutteremo una piattaforma di fumigazione con NO sviluppata nel nostro laboratorio per il trattamento delle piante con concentrazioni controllate di NO gassoso evitando effetti collaterali di composti farmacologici. L’analisi dell’espressione genica su larga scala in piante fumigate con NO ci permetterà di identificare geni specificamente regolati da NO coinvolti nel metabolismo secondario e così definire robusti ‘geni marcatori di risposta a NO’, che sarano ulteriormente sfruttati per stabilire le condizioni di trattamento di colture cellulari. Tali condizioni messe a punto con la pianta modello Arabidopsis verrano poi applicate su diverse colture cellulari, che mostrano importanti caratteristiche fisiologiche, al fine di migliorare la nostra conoscenza circa la modulazione del profilo metabolico da NO e, insieme all’expertise di IRB per quanto riguarda l’ottimizzazione dei metodi di coltura industriali, consentire la produzione di una maggior quantità di principi attivi vegetali in condizioni safety ed eco-sostenibili.

MAIN PARTNER
Istituto di Ricerche Biotecnologiche Spa

Enti finanziatori:

Finanziamento: assegnato e gestito dal Dipartimento

Partecipanti al progetto

Aree di ricerca coinvolte dal progetto
Biotecnologie vegetali
Applied genetic engineering, transgenic organisms, recombinant proteins, biosensors

Attività

Strutture