Primo Ricercatore
Dipartimento di Ecologia Marina Integrata
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e-mail: mariella.ferrante(at)szn.it
ORCID 0000-0002-8102-8018
Interessi di ricerca: Genetica, biologia molecolare, genomica funzionale e mutagenesi applicati alle microalghe marine.
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 esterni, ad esempio segnali chimici prodotti durante la riproduzione sessuale o da predatori. Affrontiamo anche domande relative ai controlli molecolari e genetici dei cilcli vitali delle diatomee e il loro impatto sulla regolazione della crescita.
Per condurre questi studi, è fondamentale espandere le risorse molecolari, genetiche e genomiche per le diatomee. A tal fine abbiamo sequenziato il genoma della diatomea Pseudo-nitzschia multistriata (http://bioinfo.szn.it/pmultistriata/), e collaboriamo al sequenziamento di genomi e trascrittomi di diverse specie. Utilizziamo anche tecniche di ingegneria genetica per studiare la funzione genica e per scopi biotecnologici.
Il genere Pseudo-nitzschia è oggetto di studio anche per la comprensione dei meccanismi alla base della produzione della tossina acido domoico.
La definizione dei meccanismi di comunicazione e dei pathway molecolari che regolano la crescita ha ripercussioni sia in ambito ecologico, per la comprensione delle fioriture algali, sia in ambito biotecnologico. I tre obiettivi del laboratorio sono dunque: i, lo studio dei segnali e dei controlli che modulano la crescita delle diatomee, ii, il sequenziamento di genomi di diatomea, iii, l’utilizzo di risorse genetiche per comprendere la funzione di geni specifici e migliorare le proprietà di queste promettenti microalghe.
Principali Pubblicazioni
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- Santin, Anna; Russo, Monia; Croteau, Dany; Ruggiero, Antonella; Russo Spena, Sara; Morales de los Rios, Laura; Corratge-Faillie, Claire; Brignone, Seleem; Lacombe, Benoit; Sanges, Remo; Chiurazzi, Maurizio; d'Alcalà, Maurizio; Bailleul, Benjamin; Falciatore, Angela; Ferrante, Maria Immacolata*; Rogato, Alessandra*. NPF2 is involved in intracellular pH regulation and ion balance in the diatom Phaeodactylum tricornutum. 2026. New Phytologist. 10.1111/nph.71169.
- Gust Bilcke, Lucia Campese, Rossella Annunziata, Luz Amadei Martinez, Camilla Borgonuovo, Nadine Rijsdijk, Peter Chaerle, Koen Van den Berge, Sofie D'hondt, Daniele Iudicone, Marina Montresor, Maria Immacolata Ferrante#, Klaas Vandepoele#, Wim Vyverman#. Conserved genetic markers reveal widespread diatom sexual reproduction in the global ocean. 2025, 16:10029. Nature Communications. #shared last authorship doi: 10.1038/s41467-025-65296-9
- Svenja Mager, Francesco Manfellotto, Antonella Ruggiero, Viviana Di Tuccio, Federica Cerino, Stefano Accoroni, Tomohiro Nishimura, Marta Mikhno, Neri Fattorini, Timotej Turk Dermastia, Jasna Arapov, Sanda Skejic, Lesley Rhodes, Kirsty Smith, Antonio Longo, Caterina Manzari, Lisa Campbell, Graziano Pesole, Remo Sanges, Francesca Raffini, Maria Valeria Ruggiero, Monia Teresa Russo, Marina Montresor, Maria Immacolata Ferrante*. Genomic diversity in time and space in the toxic diatom Pseudo-nitzschia multistriata. Harmful Algae, 2025, 102791, https://doi.org/10.1016/j.hal.2024.102791.
- Rossella Annunziata*, Bruno Hay Mele, Pina Marotta, Massimiliano Volpe, Laura Entrambasaguas, Svenja Mager, Krzysztof Stec, Maurizio Ribera d’Alcalà, Remo Sanges, Giovanni Finazzi, Daniele Iudicone, Marina Montresor, Maria Immacolata Ferrante*. Trade-off between sex and growth in diatoms: molecular mechanisms and demographic implications. Science Advances 2022, 8(3):eabj9466. doi: 10.1126/sciadv.abj9466.
- F. Manfellotto*, G.R. Stella, A. Falciatore, C. Brunet, M.I. Ferrante*. Engineering the Unicellular Alga Phaeodactylum tricornutum for Enhancing Carotenoid Production. Antioxidants 2020, 9 (8), 757. doi:10.3390/antiox9080757
- Cristina Maria Osuna-Cruz, Gust Bilcke, Emmelien Vancaester, Sam De Decker, Nicole Poulsen, Petra Bulankova, Bram Verhelst, Sien Audoor, Darja Stojanovova, Aikaterini Pargana, Monia Russo, Frederike Stock, Emilio Cirri, Georg Pohnert, Per Winge, Atle Bones, Gwenael Piganeu, Maria Immacolata Ferrante, Thomas Mock, Lieven Sterck, Koen Sabbe, Lieven De Veylder, Wim Vyverman and Klaas Vandepoele. The Seminavis robusta genome provides insights into the evolutionary adaptations of benthic diatoms. Nature Communications. 11:3320, 2020. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17191-8
- Russo MT, Vitale L, Entrambasaguas L, Anestis K, Fattorini N, Romano F, Minucci C, De Luca P, Biffali E, Vyverman W, Sanges R, Montresor M, Ferrante MI. MRP3 is a sex determining gene in the diatom Pseudo-nitzschia multistriata. Nature Communications 2018, 9:5050. DOI: 10.1038/s41467-018-0749.
- Amato A, Sabatino V, Nylund GM, Bergkvist J, Basu S, Andersson MX, Sanges R, Godhe A, Kiørboe T, Selander E, Ferrante MI. Grazer-induced transcriptomic and metabolomic response of the chain-forming diatom Skeletonema marinoi. The ISME Journal, 12, 1594–1604, 2018. DOI:10.1038/s41396-018-0094-0
- 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
