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Coordinatore di progetto: Monica Mattana

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

Le piante sono una importante fonte di metaboliti secondari (MS): una classe di composti naturali ampiamente utilizzati nella produzione di farmaci, alimenti, cosmetici, biopesticidi etc. Uno dei principali problemi nella commercializzazione di queste molecole è il loro approvvigionamento. L’estrazione di MS dalle piante sia da un punto di vista economico sia da un punto di vista pratico è spesso limitata dalla loro bassa concentrazione nei tessuti vegetali. Inoltre, la sintesi chimica di queste molecole non è sempre possibile, a causa della complessità molecolare di questi composti, e quando possibile, necessita di numerosi passaggi che impiegano solventi costosi e tossici per l’ambiente. L’uso di colture cellulari vegetali per la produzione di MS è un’importante alternativa che presenta numerosi vantaggi quali la totale indipendenza dalla stagionalità del raccolto, l’utilizzo di una fonte rinnovabile, e quindi, un basso impatto sull’ambiente. Strategie Il progetto utilizza diverse strategie tra loro complementari che uniscono approcci sperimentali classici e moderni delle biotecnologie. Strategie di tipo classico come l’induzione di MS mediata da elicitori saranno utilizzate per identificare genotipi di lino superiori in termini di produzione di MS. Approcci di ingegneria metabolica sulle colture cellulari saranno utilizzati per modificare le vie di biosintesi dei MS prodotti. In particolare, il gene Osmyb4 sarà utilizzato per ottenere linee cellulari capaci di produrre MS di interesse anche in assenza di protocolli di induzione. L’approccio della trascrittomica (analisi RNA-Seq) sulle colture trattate con elicitori permetterà di analizzare in dettaglio i geni coinvolti nella produzione di MS, permettendo di identificare geni target e, quindi, la loro ingegnerizzazione mediante l’uso delle moderne tecnologie di genome-editing. Verrà progettato un impianto pilota per verificare la fattibilità di un trasferimento a livello produttivo. Risultati Il progetto produrrà i seguenti risultati: - Nuove conoscenze sulle vie metaboliche dei MS di lino e quindi sulla possibilità di aumentarne la produzione. - La produzione di MS basati su risorse rinnovabili che non richiedono l’uso di sintesi chimica e di conseguenza una migliore qualità e sicurezza per i consumatori e per l’ambiente. - La produzione di MS con biotecnologie che possono ridurre i costi di produzione per una vasta gamma di prodotti che vanno dal settore alimentare a quello farmaceutico e cosmetico. - Lo sviluppo di nuove tecnologie e di nuove professionalità.
Elenco strutture
Privati - Fondazione Cariplo
CNR - CNR - Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria - IBBA - Sede - Milano - Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria (IBBA) sede di Milano
EEPP - CNR - Istituto per lo Studio delle Macromolecole (ISMAC) - sede di Milano
EEPP - Istituto di Chimica del Riconoscimento Molecolare - ICRM - Sede Milano - Istituto di chimica del riconoscimento molecolare (ICRM)
CRA - Unità di ricerca per la floricoltura e specie ornamentali (FSO)

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