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ferrante maria immacolataRicercatore
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Curriculum Vitae

Interessi di ricerca

Il plancton è fondamentale nel trasferimento di materia ed energia e dunque nel funzionamento degli ecosistemi marini.
I meccanismi di trasduzione del segnale sono molto ben definiti negli organismi modello multicellulari ed unicellulari, poco è noto invece per il fitoplancton marino. Tuttavia, la comprensione di come le cellule percepiscono ed integrano i segnali ambientali è fondamentale per spiegare le dinamiche di popolazione, le interazioni delle comunità ed il funzionamento degli ecosistemi.
Le diatomee sono uno dei più importanti gruppi del fitoplancton. Noi studiamo i cambiamenti molecolari che si verificano nelle cellule di diatomea in seguito alla ricezione di stimoli chimico-fisici, ad esempio variazioni nella turbolenza marina, o segnali chimici prodotti durante la riproduzione sessuale. Per valutare la risposta, seguiamo le variazioni dell’espressione genica di cellule esposte allo stimolo mediante RNA-seq, con l'obiettivo di definire le principali vie di trasduzione del segnale ed i cambiamenti fisiologici coinvolti.
Per condurre questi studi, è fondamentale espandere le risorse molecolari, genetiche e genomiche per le diatomee. A tal fine stiamo sequenziando il genoma della diatomea Pseudo-nitzschia multistriata ed i trascrittomi di diverse specie, e abbiamo ottimizzato una tecnica per ottenere ceppi geneticamente modificati.
La disponibilità di tali strumenti, insieme alla definizione dei meccanismi di comunicazione e dei pathway molecolari, avrà anche ripercussioni sulla possibilità di sfruttare questo promettente gruppo di microalghe in ambito biotecnologico. I tre obiettivi del laboratorio sono dunque: i, studio della percezione e risposta ai segnali nelle diatomee, ii, Progetto Genoma di Pseudo-nitzschia multistriata, iii, creazione di risorse genetiche per diatomee.

Principali Pubblicazioni

Amato A, Dell’Aquila G, Musacchia F, Annunziata R, Ugarte A, Maillet N, Carbone A, Ribera d’Alcalà M, Sanges R, Iudicone D, Ferrante MI. Marine diatoms change their gene expression profile when exposed to microscale turbulence under nutrient replete conditions. Scientific Reports. 2017. Accepted.

Basu S, Patil S, Mapleson D, Russo MT, Vitale L, Fevola C, Maumus F, Casotti R, Mock T, Caccamo M, Montresor M, Sanges R, Ferrante MI. Finding a partner in the ocean: molecular and evolutionary bases of the response to sexual cues in a planktonic diatom. New Phytologist. 2017 doi: 10.1111/nph.14557

Mock T, Otillar RP, Strauss J, McMullan M, Paajanen P, Schmutz J, Salamov A, Sanges R, Toseland A, Ward BJ, Allen AE, Dupont CL, Frickenhaus S, Maumus F, Veluchamy A, Wu T, Barry KW, Falciatore A, Ferrante MI, Fortunato AE, Glöckner G, Gruber A, Hipkin R, Janech MG, Kroth PG, Leese F, Lindquist EA, Lyon BR, Martin J, Mayer C, Parker M, Quesneville H, Raymond JA, Uhlig C, Valas RE, Valentin KU, Worden AZ, Armbrust EV, Clark MD, Bowler C, Green BR, Moulton V, van Oosterhout C, Grigoriev IV. Evolutionary genomics of the cold-adapted diatom Fragilariopsis cylindrus. Nature. 2017. 541:536–540. doi: 10.1038/nature20803

Montresor M, Vitale L, D’Alelio D, Ferrante MI. Sex in marine planktonic diatoms: insights and challenges. Perspective in Phycology 2016; vol. 3, p. 61-75, doi: 10.1127/pip/2016/0045

Patil S, Moeys S, von Dassow P, Huysman MJJ, Mapleson D, De Veylder L, Sanges R, Vyverman W, Montresor M, Ferrante MI. Identification of the meiotic toolkit in diatoms and exploration of meiosis-specific SPO11 and RAD51 homologs in the sexual species Pseudo-nitzschia multistriata and Seminavis robusta. BMC Genomics. 2015;16:930. doi: 10.1186/s12864-015-1983-5

Di Dato V, Musacchia F, Petrosino G, Patil S, Montresor M, Sanges R, Ferrante MI. Transcriptome sequencing of three Pseudo-nitzschia species reveals comparable gene sets and the presence of Nitric Oxide Synthase genes in diatoms. Scientific Reports. 2015;5:12329. doi: 10.1038/srep12329

Russo MT, Annunziata R, Sanges R, Ferrante MI, Falciatore A. The upstream regulatory sequence of the light harvesting complex Lhcf2 gene of the marine diatom Phaeodactylum tricornutum enhances transcription in an orientation- and distance-independent fashion. Marine Genomics. 2015. doi: 10.1016/j.margen.2015.06.010

Sabatino V, Russo MT, Patil S, d’Ippolito G, Fontana A, Ferrante MI. Establishment of Genetic Transformation in the Sexually Reproducing Diatoms Pseudo-nitzschia multistriata and Pseudo-nitzschia arenysensis and Inheritance of the Transgene. Marine Biotechnology. 2015; 1–11. doi:10.1007/s10126-015-9633-0

Adelfi MG, Borra M, Sanges R, Montresor M, Fontana A, Ferrante MI. Selection and validation of reference genes for qPCR analysis in the pennate diatoms Pseudo-nitzschia multistriata and P. arenysensis. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2014;451: 74–81. doi:10.1016/j.jembe.2013.11.003

Ferrante MI, Zullo A, Barra A, Bimonte S, Messaddeq N, Studer M, Dolle P, Franco B. Oral-facial-digital type I protein is required for primary cilia formation and left-right axis specification. Nature Genetics. 2006;38: 112–117. doi:10.1038/ng1684

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