Responsabile: Anna Palumbo

Laboratorio destinato a studi di biochimica degli organismi marini inclusa la risposta adattativa e del sistema immunitario.

Comprende area per analisi di proteine ed acidi nucleici, oltre alle normali attrezzature di laboratorio generico

Sistemi per la sperimentazione

• Spettrofotometri UV per letture spettrofotometriche, registrazione di spettri UV/visibile e cinetiche enzimatich.
• Alimentatori e camerette per elettroforesi di proteine su gel di poliacrilammide e di DNA su gel di agarosio.
• Macchina di PCR.
• Centrifughe.
• Colonne cromatografiche.

Analisi

• Risposta degli organismi marini (adulti e stadi embrionali e larvali) a fattori ambientali.
• Caratterizzazione morfologica e valutazione di parametri biochimici (dosaggi di attività enzimatiche, valutazione dello stato redox cellulare), espressione di geni e proteine e modifiche post traduzionali indotte dallo stress.
• Purificazione e caratterizzazione biologica di metaboliti e proteine da organismi marini.

La missione della Sezione di Ecologia Marina Integrata (Sezione EMI) è quella di svolgere e promuovere la ricerca scientifica nel campo del funzionamento degli ecosistemi pelagici e bentonici a livello di organismo, comunità ed ecosistema.

La nostra ricerca si concentra sullo studio dei processi biologici, fisiologici ed evolutivi che regolano le interazioni tra organismo e organismo e tra organismo e ambiente, e sulle ricadute di queste interazioni sulla conservazione della biodiversità e sulla sostenibilità ambientale.

La nostra ricerca esplora anche l'uso della biodiversità marina per applicazioni biotecnologiche nel settore alimentare e della salute umana.

Le competenze dei nostri ricercatori, tecnologi e tecnici coprono ambiti scientifici quali l’ecologia, il comportamento, la tassonomia, la filogenesi, la genetica di popolazione, la fisiologia, l’ecotossicologia, la genomica e la trascrittomica, la chimica, l'oceanografia e la modellizzazione matematica, e comprende approcci basati sull’osservazione e sulla sperimentazione sia in campo che in condizioni controllate di laboratorio.

La Sezione realizza campionamenti degli ecosistemi pelagici e bentonici utilizzando navi, strumentazioni oceanografiche e subacquei patentati; dispone, inoltre, di numerose facilities strumentali e logistiche, quali una collezione di microalghe marine, camere termostatate per allevamento e sperimentazione su organismi marini, fermentatori e fotobioreattori per la  coltivazione massiva di microalghe, mesocosmi indoor e mesocosmi outdoor per esperimenti e manipolazioni in situ.

Le metodiche utilizzate includono microscopia ottica, SEM, TEM, tecniche di biologia molecolare, saggi biologici, citometria a flusso, analisi di immagine, HPLC, spettrofotometria, spettrofluorimetria.

Le Sezioni di Ricerca Scientifica sono organizzate in Laboratori ovvero spazi di utilizzo comune per la condivisione della strumentazione disponibile.

Ogni laboratorio è gestito da un Responsabile di Laboratorio (Head of Laboratory) delegato alla responsabilità delle strumentazioni contenute all’interno del laboratorio stesso ed alla sicurezza delle persone che vi svolgono le loro attività.

Responsabile: Adrianna Ianora

Attività

Il laboratorio di Biotecnologie è un laboratorio multidisciplinare che utilizza e sviluppa approcci diversi, dedicati allo studio delle biotecnologie marine. Il laboratorio copre attività di ricerca legate al campionamento, isolamento e mantenimento di specie marine di interesse biotecnologico (soprattutto microalghe), preparazione di estratti chimici, test delle possibili bioattività degli estratti sia su organismi marini che su cellule umane, analisi a livello genico e proteico sia sulle specie marine risultate attive che su cellule umane.

Sistemi per la sperimentazione

• Facilities per analisi molecolari e chimiche applicate alle biotecnologie marine.
• Camera per colture cellulari umane (cappa biologica tipo 1, incubatore per cellule umane, microscopio).
• Camera per crescita algale.
• Camera con 2 Bioreattori.

Analisi

• Isolamento e mantenimento di microalghe a potenziali applicazioni biotecnologiche.
• Coltivazione su piccola (flask), media (10L carboys) e grande scala (fotobioreattori  da 100 L) di microalghe.
• Genotipizzazione di nuove specie mediante sequenziamento di DNA.
• Saggi di attività biologica di estratti, frazioni chimiche e composti puri su specie marine modello e su linee cellulari umane.
• Saggi di attività antiproliferativa e clonogenicità nei confronti di linee tumorali aggressive.
• Saggi di attività antiossidante e anti-infiammatoria su linee cellulari normali.
• Saggi di attività da danni indotti dalla senescenza cellulare (anti-aging).
• Saggi di attività specifica nei confronti di alcune patologie umane croniche (diabete, Alzheimer, morbo di Crohn).
• Studi molecolari a livello genico e proteico per monitorare l’attività specifica esercitata dalle sostanze bioattive su cellule umane (trasfezione retrovirale, PCR array, immunoblot, ELISA).
• Analisi trascrittomica delle specie microalgali.

Strumentazione

• Strumentazione di base per la biologia molecolare e analisi proteica (PCR, centrifughe, apparati elettroforetici, transilluminatore, bagni termostatici, spettrofotometro,  pH-metro, transblot).
• Cappa biologica tipo 2 per colture algali.
• Cappa chimica.
• Microscopi.
• 2 Fotobioreattori (100 L).

Referente: Marina Montresor

Attività

Il laboratorio contiene  attrezzature e infrastrutture utilizzate per lo studio della diversità tassonomica e funzionale del plancton marino. In particolare, in questo laboratorio vengono condotte analisi sulla diversità tassonomica e molecolare di campioni di plancton raccolti principalmente nel sito Long Term Ecological Research MareChiara nel Golfo di Napoli, ma anche in seguito a partecipazione a progetti a scala regionale e globale. La sperimentazione riguarda la fisiologia e i cicli vitali delle microalghe marine e il comportamento alimentare dello zooplancton.

Sistemi per la sperimentazione

• Camera walk-in a temperatura e luce controllate ed incubatori di diverso volume per sperimentazione in vivo con fito- e zooplancton.
• Sistema ottico per riprese video di organismi zooplanctonici.
• Supporto rotante (plankton wheel) per sperimentazione con fito-, micro- e mesozooplancton.

Analisi

• Analisi quali-quantitative di fito- e zooplancton marino.
• Allestimento di colture di fitoplancton e loro caretterizzazione mofologica e molecolare.
• Analisi di filogenesi molecolare.
• Analisi di "metabarcode" del plancton marino con approcci NGS.

Strumentazione

• Stereoscopi e microscopi ottici.
• Microscopi con sistema di illuminazione ad epifluorescenza e telecamere digitali per la ripresa fotografica e filmati.
• Zooscan con relativo software.
• Sistema di telecamere per riprese video di zooplancton.
• Area attrezzata per l’isolamento di colture e la sperimentazione (cappa a flusso laminare, microscopi per isolamento, fluorimetro).
• Laboratorio molecolare attrezzato per estrazione di DNA, PCR, DNA elettroforesi, preparazione per NGS sequencing.

Responsabile: Daniele Iudicone

Attività

Le attività del laboratorio sono di supporto allo studio dell’ecologia del plancton marino e della fisica degli oceani di rilievo per l’ecologia. Il laboratorio di modellistica ecologica ha come attività principale la preparazione e realizzazione di simulazioni numeriche della circolazione marina a micro (DNS), a mesoscala (ROMS) e su scala globale (NEMO) e della dinamica del plancton da essa trasportato. Le attività di tipo numerico sono integrate con analisi statistiche di dati di tipo ambientale (fisico-chimiche), ecologico (popolazioni) e biologico (metagenomica, dati funzionali).

Sistema per la sperimentazione

• Configurazioni in house di modelli di circolazione oceanica, di dinamica dei fluidi a microscala (turbolenza) e dell’impatto su microorganismi.
• Configurazioni in house di modelli numerici di popolazioni planctoniche a vari livelli di complessità.
• Profilatore di turbolenza in situ.
• Sistema per produzione di turbolenza marina in lab (TurboGen).

Analisi

• Analisi di variabilità fisica (inclusa la termodinamica) ed biochimica su varie scale spazio-temporali a scala di bacino e sottobacino.
• Analisi statistiche di dati ambientali e ecologici.
• Analisi del bilancio termodinamico delle masse d’acqua.

Strumentazione

• Servers e computer per simulazioni e analisi dati.
• Software per analisi dati.
• Software per simulazioni di fisica e biologia degli organismi (prodotti in house o da collaboratori esterni).

Responsabile: Christophe Brunet

Attività

Il laboratorio di Biogeochimica e Fisiologia del Plancton è un laboratorio multidisciplinare che utilizza e sviluppa approcci diversi dedicati allo studio della biogeochimica e fisiologia del fitoplancton marino. Il laboratorio copre attività di ricerca legate all’oceanografia biologica, la biogeochimica e l'ecofisiologia del fitoplancton marino. Principalmente, il laboratorio BioFilP implementa attività e tecniche per lo studio delle risposte delle microalghe alle forzante marine, nell’ambito della comprensione del funzionamento dell’ecosistema pelagico e del potenziale uso delle microalghe nella "Blue Growth".

Sistemi per la sperimentazione

• Camera e sistema di coltivazione di microalghe, con sviluppo di sistemi di illuminazione adeguati per le microalghe.
• Mesocosmi pelagici in situ.

Analisi

• Tasso fotosintetico e regolazione della fotosintesi nelle microalghe.
• Pigmenti negli organismi fotosintetici.
• Bio-ottica delle masse d’acqua e delle colture microalgale.
• Attività antiossidanti nelle microalghe.
• Concentrazioni dei macronutrienti nelle masse d’acqua e nelle colture microalgale.
• Spettro luminoso nelle masse d’acqua.

Strumentazioni

• HPLC per analisi pigmenti.
• PAMs: Dual-pam e PSI.
• Autoanalyzer.
• Spettrofotometro.
• Spettroradiometro immergibile.
• Sonda bio-ottica (AC9) immergibile.
• Cappa a flusso laminare.
• Camera e sistema di coltivazione di microalghe.

Responsabile: Gabriele Procaccini

Attività

Nel laboratorio di Ecologia Molecolare e Genomica Funzionale si portano avanti studi finalizzati a rispondere a domande ecologiche, con l’utilizzo di approcci di tipo molecolare. Il laboratorio copre attività di ricerca che vanno dalla filogenesi e tassonomia molecolare alla filogeografia e genetica di popolazione, tramite analisi di sequenza ed analisi di marcatori polimorfici, come microsatelliti e SNPs. Ci si occupa anche dello studio della funzione genica mediante approcci di genomica funzionale e genetica inversa (prevalentemente produzione di linee transgeniche di diatomea). Ci si avvale inoltre di analisi di trascrittomica e genomica ambientale e comparativa, e si realizzano studi di espressione genica in condizioni naturali e controllate (RNA-Seq, RT-qPCR ).

Sistema per la sperimentazione

• Mesocosmi per mantenimento di organismi bentonici in condizioni controllate.
• Camera walk-in per colture microalgali.

Analisi

• Estrazione DNA, purificazione e quantificazione.
• Estrazione RNA, purificazione, quantificazione e retrotrascrizione.
• Estrazione di proteine e quantificazione.
• Preparazione campioni per analisi di RT-qPCR in piastra.
• Preparazione campioni per sequenziamento massivo.
• Preparazione campioni per analisi di sequenza.
• Preparazione campioni per analisi di frammenti.
• PCR singole ed in multiplex.
• Elettroforesi su gel di agarosio e di acrilammide.
• Analisi statistiche di genetica di popolazione e filogenesi molecolare.
• Disegno primers, analisi profili elettroferogrammi.
• Clonaggi e trasformazione batterica.
• Preparazione di DNA plasmidico (mini e maxi prep).
• Trasformazione biolistica e produzione di colture transgeniche.
• Colture algali.
• Colorazioni con coloranti vitali fluorescenti ed analisi microscopica.
• Southern blot, Northern blot.
• Western blot e saggi enzimatici (colorimetrici, ELISA).
• Utilizzo di software specialistici per l’analisi banche dati nucleotidiche e proteiche e per l’esplorazione di genomi.

Strumentazione

• Strumentazione di base per la biologia molecolare (PCR, centrifughe, apparati elettroforetici, transilluminatore, bagni termostatici, spettrofotometro, fluorimetro, pH-metro, bilancia di precisione).
• Gene gun (apparecchio per la trasformazione biolistica).
• Cappe per colture algali.
• Microscopi.
• Mixer Mill (Tissue lyser).
• PC e software per analisi molecolari.
• Cappa chimica.
• TurboGen (strumento per la generazione di turbolenza marina).

L’Ischia Marine Centre (IMC) è un centro interdipartimentale che si occupa, attraverso un approccio integrato, di valutare la vulnerabilità degli ecosistemi e gli organismi marini che li abitano evidenziando le interazioni tra i fattori di stress derivati dalle attività antropiche e i cambiamenti climatici, e le azioni di protezione e restauro ambientale. Scopo della ricerca dell’IMC è facilitare ricerche in cooperazione, tra ricercatori interni ed esterni, promuovendo interdisciplinarità e relazioni con attori e stakeholder pubblici e privati.

Le principali linee di ricerca riguardano:

1) Ecologia del Benthos: studio degli effetti dei cambiamenti globali sulla biodiversità, sull’interazione piante-animali, sul microbioma associato alle specie marine.
2) Ecofisiologia e biotecnologie: studio morfo-funzionale delle comunità costiere associate a fanerogame marine ed ecologia chimica, anche mediante colture di organismi modello e per la produzione di biotecnologie.
3) Biologia della pesca: studio di uova e larve di pesci per capire le variazioni di abbondanza e distribuzione di popolamenti di pesci.
4) Tassonomia degli organismi marini: l’Unità di Tassonomia degli Organismi Marini (MOTax) all’IMC si concentra sull’analisi della componente bentonica (sorting, identificazione al LPT, analisi dei dati ecologici).

La sede è organizzata in tre strutture con due aree funzionali:

Villa Dohrn, sede storica, costruita nel 1906 come residenza privata della famiglia Dohrn e diventata nel 1969 Laboratorio di Ecologia del Benthos; attualmente oggetto di un importante intervento di ristrutturazione e rifunzionalizzazione, sarà il nuovo “Centro Ricerche Adattamento Ecosistemi Marini ai Cambiamenti Climatici”

MEDAS Centre (Marine Ecological Data Analysis and Synthesis) nato con l’obiettivo di analizzare le informazioni esistenti, dando risposte alle grandi domande ed esigenze anche economiche nell’ambito della Blue Growth, è oggi sede operativa dell’IMC e dell’Area Funzionale Ecologia del Benthos/Necton per tutto il Dipartimento EMI della SZN

Diving Centre, diving scientifico per il supporto delle attività di ricerche a mare, con Area Funzionale Diving Center Ischia, ubicato in prossimità dell’ormeggio dell’imbarcazione della SZN affidata all’Ischia Marine Centre: il Beagle Junior.

Coordinatore sede Maria Cristina Vigo Majello Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. +39 338 4926845 +39 081 5833401

Personale di sede

Coordinatore
Maria Cristina Vigo Majello

Amministrazione
Messina Rosanna
Patti Francesco

Primo ricercatore
Ciannelli Lorenzo
Teixidó Núria
Zupo Valerio

Ricercatore
Mazzella Valerio

Tecnologo
Lorenti Maurizio

Collaboratore Tecnico
Chiarore Antonia
Guglielmo Rosanna
Iacono Bruno
Mirasole Alice
Rando Vincenzo

Borse di Ricerca
Italiano Anna

PhD student
Liguori Gianluca
Nannini Matteo
Somma Emanuele

Lo staff di Villa Dohrn-ecologia del benthos  conduce ricerche a lungo termine su alcuni siti attorno all’isola d’Ischia che rappresentano stazioni pilota per monitoraggi continui ed integrati di specie, comunità ed ecosistemi marini che hanno peculiarità ed elevata valenza ecologica in quanto includono specie ed habitat protetti nell’ambito della Comunità Europea.

Sistemi a Posidonia oceanica di Lacco Ameno e del Castello Aragonese

Sono due sistemi a Posidonia oceanica - specie protetta in ambito Europeo, ed uno degli habitat di riferimento per la valutazione della qualità delle acque nell’ambito della Marine Strategy - che sono entrambe inseriti nella rete dei siti marini LTER-Italia ("Italian  long-term ecological research network"), e studiati per diversi aspetti ecologici da numerosi anni dallo staff di Villa Dohrn. Maggiori dettagli su questi siti e sul progetto LTER-Italia sono reperibili alla voce specifica di questo sito web e sul sito: http://www.lteritalia.it/.

Siti di emissione vulcanica di CO₂ del Castello Aragonese e di altre aree attorno alle coste di Ischia

Si tratta di sistemi di emissione sommersa di CO₂ che fuoriesce a temperatura ambiente, e che quindi provoca una naturale acidificazione delle acque circostanti, senza la variazione di altri fattori ambientali. Nelle acque attorno al Castello Aragonese, si forma un vero e proprio gradiente di pH/acidificazione lungo il quale è possibile studiare la variazione e gli adattamenti di specie e comunità associate soprattutto agli habitat rocciosi superficiali ed ai sistemi a Posidonia oceanica. Negli altri siti attorno all’isola d’Ischia, localizzati non lontano dal Castello, vengono interessati da acidificazione naturale anche altri sistemi tipici del Mediterraneo, quali grotte semi-oscure, coralligeno, scogliere e sistemi a Posidonia oceanica più profondi. Nel complesso questi siti permettono di studiare in tempo reale gli effetti dell’acidificazione degli oceani, in rapporto agli scenari futuri di cambiamento climatico, e sono utilizzati dallo staff e dai diversi ospiti/collaboratori, come veri e propri laboratori naturali in cui si effettuare osservazioni ed esperimenti in situ.

Progetti di ricerca conclusi 2014-2015

• ASSEMBLE
• COST-Action Seagrass Productivity ES0906
• Tropical signals (CIESM)

Progetti attuali in corso:

• MIUR Progetto Bandiera RITMARE (2012-2015)
• VulnerClima (Ritmare-Cofund Bandiera)
• "Windows on the future ocean" (National Geographic, USA)
• NEMO (NExt generation Marine Observatories) (Premiali MIUR)
• Premiali ACIDIT
• FP7 - Perseus (Policy-oriented marine environmental research in the southern european seas)
• LTER-Italia
• LifeWatch MedPan
• PTSZN(2013-2015)- Programma 4. Variabilità ambientale, cambiamenti climatici e impatti antropici: risposte adattative in specie, comunità e sistemi bentonici