- Acronym
- CAN FARE
- Code
- PNRA16_00043
- Research area
- Life science
- Specific research topic
- Studio di molecole bioattive da organismi marini antartici
- Region of interest
- Antartide, Mare di Ross
- PI
- Daniela Giordano
- PI establishment
- Istituto di Bioscienze e BioRisorse (IBBR)-Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)
- Institutional website
- https://www.ibbr.cnr.it/ibbr/info/people/daniela-giordano
- Other institutions and subjects involved
- SZN
- Consistency of the research team
- Il team di ricerca è composto da: ricercatori tempo indeterminato (7), assegnisti (1), tecnici (1) suddivisi in 7 donne e 3 uomini
- Project status
- Completed
- Main stations used
- MZS
- The project
Il progetto mira ad identificare nuove molecole bioattive marine che possano servire da composti modello per la progettazione di nuovi prodotti per applicazioni nutraceutiche e cosmeceutiche. E’ noto, infatti, che i cambiamenti nelle abitudini alimentari possano ridurre notevolmente il rischio di malattie genetiche correlate allo stile di vita. Nuovi prodotti cosmetici potranno migliorare il benessere umano. Il nostro scopo è di raccogliere in Antartide ceppi batterici coltivabili nuovi o già noti, micro e macroalghe, invertebrati (principalmente spugne, coralli, molluschi, tunicati, copepodi e krill) e selezionare le molecole da essi prodotte in base alle proprietà nutraceutiche e cosmeceutiche.
In particolare il progetto prevede:
- Raccolta di micro e macrorganismi marini, produttori di metaboliti secondari bioattivi e lipidi funzionali con un potenziale biotecnologico ancora non conosciuto
- Screening di campioni antartici mediante saggi biologici per proprietà nutraceutiche e cosmeceutiche utilizzando cellule umane specifiche in vitro
- Isolamento e caratterizzazione di molecole bioattive mediante cromatografia, Spettrometria di Massa (MS) e Risonanza Magnetica Nucleare (NMR).
- Images
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- Motivation, importance of research
L’ecosistema antartico è molto antico. La storia evolutiva e la separazione geografica dell’Antartide hanno selezionato una comunità marina unica influenzata da fattori, come correnti oceaniche, temperatura, disponibilità di nutrienti, cicli di luce stagionali e interazioni ecologiche, completamente diversi da quelli di qualsiasi altro ambiente. In queste circostanze, i composti bioattivi prodotti dagli organismi sono di fondamentale importanza per la sopravvivenza e il successo di una specie biologica. Per questo motivo, l'ambiente antartico ospita comunità marine uniche, capaci di sintetizzare prodotti naturali bioattivi nuovi, che CAN FARE intende sfruttare per applicazioni biotecnologiche.
L'obiettivo principale di CAN FARE è quello di identificare nuove molecole bioattive marine che possano funzionare come composti modello per nuovi prodotti nutraceutici e cosmeceutici.
- Objectives of the proposal
I composti marini hanno un eccellente potenziale come nutraceutici e cosmeceutici grazie ai loro effetti benefici sulla salute umana. Il principale obiettivo scientifico sarà identificare nuove molecole con struttura nota e/o con una nuova attività biologica tale da aprire nuove prospettive per la prevenzione delle malattie genetiche e per lo sviluppo di nuove formulazioni in cosmetici.
- Activities carried out and results achieved
Durante la XXXIII Spedizione (2017/2018) e la XXXIV Spedizione (2018/2019) presso MSZ sono stati raccolti campioni di acqua, sedimenti, fitoplancton, zooplancton ed invertebrati. Il progetto ha concentrato la sua attività sui campioni di acqua e di spugne raccolti durante le due Spedizioni Italiane in Antartide.
1) Dai campioni di acqua sono stati isolati ed identificati, mediante il 16S rRNA, batteri resistenti all’UV, produttori di pigmenti, principalmente carotenoidi. Attualmente sono in corso esperimenti su cellule umane per saggiare la loro attività biologica.
2) Per i campioni di spugne, l’attenzione è stata focalizzata su 4 campioni di spugne antartiche, identificate mediante analisi morfologica e molecolare, e depositate presso il Museo Nazionale dell’Antartide di Genova. Su di esse sono stati eseguiti un’analisi metagenomica allo scopo di identificare la comunità batterica ad esse associate e uno studio strutturale e biologico per identificare molecole bioattive con attività anticancro.
- Products
-Coppola D, Lauritano C, Zazo G, Nuzzo G, Fontana A, Ianora A, Costantini M, Verde C, Giordano D (2023) Biodiversity of UV-Resistant Bacteria in Antarctic Aquatic Environments. Journal of Marine Science and Engineering 11(5):968, https://doi.org/10.3390/jmse11050968
-Coppola D, Verde C, Giordano D (2022) Isolation of UV-Resistant Marine Bacteria by UV-C Assays. Methods Mol Biol. 2498: 293-305. doi: 10.1007/978-1-0716-2313-8_15.
-Riccio G, Nuzzo G, Zazo G, Coppola D, Senese G, Romano L, Costantini M, Ruocco N, Bertolino M, Fontana A, Ianora A, Verde C, Giordano D, Lauritano C (2021) Bioactivity Screening of Antarctic Sponges Reveals Anticancer Activity and Potential Cell Death via Ferroptosis by Mycalols. Mar Drugs 19(8):459, https://doi.org/10.3390/md19080459
-Ruocco N., Esposito R, Bertolino M, Zazo G, Sonnessa M, Andreani F, Coppola D, Giordano D, Nuzzo G, Lauritano C, Fontana A, Ianora A, Verde C, Costantini M (2021) Metagenomic sequencing reveals diversified bacterial communities in Antarctic sponges. Marine drugs 19, 173; https://doi.org/10.3390/md19030173
-Chiara Lauritano, Carmen Rizzo, Angelina Lo Giudice, Maria Saggiomo (2020) Physiological and molecular responses to main environmental stressors of microalgae and bacteria in polar marine environments. Microorganisms 8, 1957, https://doi.org/10.3390/microorganisms8121957
-Núñez-Pons L, Shilling A, Verde C, Baker BJ, Giordano D (2020) Marine terpenoids from polar latitudes and their potential applications in biotechnology. Mar Drugs, 18, 401, https://doi.org/10.3390/md18080401
-Bruno S, Coppola D, di Prisco G, Giordano D, Verde C (2019) Enzymes from marine polar regions and their biotechnological applications. Mar Drugs 17(10), 544, https://doi.org/10.3390/md17100544
-Núñez-Pons L, Avila C, Romano G, Verde C, Giordano D 2018 UV-protective compounds in marine organisms from the Southern Ocean. Mar Drugs 16: 336, https://doi.org/10.3390/md16090336