Titolo del programma di ricerca dell’assegno richiesto Produzione di molecole bioattive da parte di comunità batteriche Responsabile Scientifico Prof. Renato Fani Programma di ricerca dettagliato Le comunità microbiche rappresentano, in generale, una straordinaria risorsa ed un bacino molecolare potenzialmente “infinito” da cui attingere per ottenere numerose molecole di interesse biologico. E' noto infatti che alcuni ceppi batterici, isolati dai più disparati ambienti e matrici ambientali, sono capaci di produrre molecole biologicamente attive, alcune delle quali di particolare interesse medico, farmaceutico e/o biotecnologico. Molecole che possono essere utilizzate nel campo del biorisanamento di ambienti inquinati da sostanze xenobiotiche, molecole che sono importanti nel settore cosmetico od alimentare sono solamente alcuni degli esempi di prodotti di origine batterica isolati e caratterizzati. Da un punto di vista medico e/o farmaceutico negli ultimi anni si è assistito ad una sempre maggiore attenzione al mondo microbico; infatti, oltre a nuove molecole naturali con attività antibiotica, sono state scoperte molecole con attività antivirale, altre con attività antimicotica, altre ancora capaci di limitare la progressione neoplastica. Particolarmente interessanti da questo punto di vista sono le comunità batteriche che vivono in nicchie ecologiche estremofile, in particolare quelle Antartiche. Queste nicchie ecologiche in cui i microrganismi utilizzano strategie di sopravvivenza particolari, rappresentano ambienti "confinati" da cui attingere microrganismi con grandi potenzialità metaboliche. Lo scopo del presente progetto è pertanto quello di isolare, caratterizzare e studiare da una collezione di 2.000 ceppi batteri provenienti dall'Antartide, molecole con attività biologica importante dal punto di vista medico e/o farmacologico. La disponibilità di un' estesa collezione di batteri adattati al freddo ed isolati da diverse nicchie del continente antartico (colonna d’acqua, sedimenti, laghi, spugne etc) nel corso delle diverse spedizioni di ricercatori italiani e, al contempo, di una analoga collezione di batteri isolati dai tessuti di piante officinali rappresenta perciò un “tesoro” molecolare inestimabile. Il progetto mira dunque all'individuazione di nuove molecole biologicamante attive e (molto schematicamente) prevede di saggiare su un pannello di 2.000 ceppi batterici le seguenti attività: 1. Antibatteriche, nei confronti di patogeni (opportunisti e non) umani e non. Sull'intero set di ceppi batterici, in parte già caratterizzati o in via di caratterizzazione molecolare e fenotipica, saranno effettuate analisi molecolari al fine di identificarli, tipizzarli e verificare la presenza di molecole plasmidiche. Successivamente, di un pannello ristretto di 20 ceppi particolarmente attivi o di 20 pool costituiti da un numero preselezionato di ceppi batterici, sarà ottenuto saranno l'estratto cellulare del quale saranno saggiate le attività: 2. Antitumorali, nei confronti di appropriate linee cellulari Infine, su un numero limitato di ceppi batterici particolarmente attivi (2-6) dal punto di vista della produzione di molecole biologicamente importanti, saranno effettuate prove più specifiche, quali: 3. 4. 5. 6. la valutazione dell'attività antitumorale su animali modello l'analisi fenomica la determinazione della sequenza nucleotidica dell'intero genoma l'analisi bioinformatica del genoma e del fenoma e la correlazione esistente tra essi 7. Costruzione di librerie genomiche per l'identificazione dei geni coinvolti nella produzione di molecole biologicamente attive 8. Identificazione e caratterizzazione delle molecole bioattive. f.to Il Responsabile della Ricerca Prof. Renato Fani