Responsabile: Luigia Santella

Laboratorio attrezzato per studiare i meccanismi cellulari e molecolari del ciclo cellulare e fecondazione di organismi marini. Comprende un'area di live cell imaging, un'area di microiniezione, un'area di biologia cellulare e molecolare, un'area di analisi d'immagine, oltre alle normali attrezzature di laboratorio generico

Sistemi per la sperimentazione

Il laboratorio utilizza due specie di stella di mare (Astropecten aranciacus e Asterina pectinifera) e di riccio di mare (Paracentrotus lividus) come sistemi modello per la ricerca in collaborazione con Meda e MaRe per la raccolta ed il loro mantenimento.

Analisi

• Studio dei meccanismi responsabili della generazione, propagazione, e decadimento dei segnali di calcio intracellulari nelle uova degli animali marini durante il ciclo cellulare meiotico e la fecondazione per l’identificazione dei depositi di calcio intracellulare (reticolo endoplasmatico, nucleo, mitocondri, vescicole acide, ect) e il loro meccanismo di rilascio/riassorbimento dello ione.
• Studio delle relazioni causali tra l’ambiente esterno (salinità dell’acqua di mare, pH, temperatura, contaminanti ambientali, etc.) e le variazioni interne sia morfologiche che funzionali di ovociti e uova e dei loro effetti sulla fecondazione e fasi iniziali dello sviluppo embrionale: analisi della segnalazione di calcio, citoscheletro, ultrastruttura (collaborazione con AMOBIO) polispermia, e progressione della divisione dello zigote.
• Analisi dei meccanismi molecolari che regolano la maturazione meiotica e l'attivazione delle uova in seguito a microiniezione di proteine bloccanti specifiche funzioni, anticorpi e RNA antisenso di geni bersaglio identificati dal trascrittoma di stelle e ricci di mare.

Strumentazioni

• 2 Set up (CCD) multicanale sia in fluorescenza che in luce trasmessa per live cell imaging.
• Fotoattivazione con UV di sostanze caged.
• 1 Set up (Confocale Spinning Disk) multicanale sia in fluorescenza che in luce trasmessa per live cell imaging.
• Live cell imaging durante microiniezioni.
• Fotoattivazione con UV di sostanze caged.
• Sistema per la microiniezione (con microscopio diritto) in diversi compartimenti (citoplasma e nucleo) degli ovociti di stella di mare e citoplasma di uova di riccio di mare.
• Steremicroscopio per la valutazione della qualità dei gameti e loro manipolazione (enucleazione  etc).
• Incubatore termostatato per il mantenimento dei gameti.

Responsabile: Remo Sanges

Laboratorio attrezzato per studi di genomica computazionale con utilizzo prevalente di strumenti per analisi bioinformatica.

Sistemi per la sperimentazione

Database biologici, sistemi di genomica funzionale high throughput.

Analisi

Analisi computazionali, bioinformatica, genomica comparativa, data-mining su dati di genomica e trascrittomica da organismi sperimentali.

Strumentazioni

• Personal computer.
• Workstation e server.

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).