Martina Cappelletti

1) Studio della biodegradazione di composti organici inquinanti con ceppi batterici del genere Rhodococcus

Ceppi batterici del genere Rhodococcus sono in grado di degradare diversi composti organici tossici e recalcitranti che sono presenti in falde contaminate, in acque reflue derivanti da processi industriali oppure, accumulati in sedimenti fluviali e marini. Il progetto di tesi prevede di studiare processi di degradazione e bio-conversione di idrocarburi del petrolio utilizzando ceppi batterici di Rhodococcus. In particolare, lo studio prevede lo sviluppo di sistemi di trasformazione di Rhodococcus, l’over-espressione di geni che codificano per alcano monossigenasi e l’analisi della loro regolazione, la bio-conversione di idrocarburi in polimeri di natura lipidica interessanti dal punto di vista industriale (es. poliidrossialcanoati e tracilgliceroli).

2) Studio dei meccanismi di resistenza ai metalli e di produzione di nanomateriali con ceppi batterici del genere Rhodococcus

Ceppi batterici del genere Rhodococcus sono in grado di resistere a varie condizioni di stress ambientale quali alto pH, alta concentrazione di NaCl e di osmoliti, alta concentrazione di composti organici tossici e di metalli pesanti.  Il progetto di tesi prevede di studiare i meccanismi di resistenza a metalli tossici quali tellurio e arsenico sia da un punto di vista biochimico sia genetico. Sarà quindi valutata sia la produzione di nanostrutture metalliche sia l'espressione di geni putativamente coinvolti nei meccanismi di resistenza ai metalli.

3) Studio della microbiologia di ambienti estremi (grotte e ambienti contaminati)

Il tirocinio di Tesi prevede la caratterizzazione molecolare e funzionale di comunità microbiche in ambienti naturali estremi. A tal fine vengono usate tecniche di sequenziamento massivo di DNA/RNA con metodiche di Next Generation Sequencing e di elaborazione bioinformatica dei dati per studiare la biodiversità delle comunità microbiche e le interazioni tra esse e l’ambiente (es. processi di biomineralizzazione, metanotrofia, metanogenesi). Questi studi hanno un grande interesse applicativo poiché finalizzati alla ricerca di “nuovi microrganismi” e di “geni metabolici” utilizzabili in processi biotecnologici avanzati.

4) Analisi "omiche" di microrganismi con interesse biotecnologico

Il tirocinio di Tesi prevede la caratterizzazione di genomi, trascrittomi e fenomi di isolati microbici (in genere batterici) che mostrano attività peculiari quali la produzione di molecole anti-microbiche, capacità di resistere a metalli, capacità di solubilizzare la silice, o il carbonato di calcio. Il tirocinio prevede l'analisi fisiologica e biochimica dei ceppi isolati e lo sviluppo di librerie di mutanti per definire i determinanti genetici coinvolti nelle attività di interesse. Questi studi derivano dall'interesse di isolare microrganismi da ambienti peculiari (es grotte, ambienti contaminati) sulla base di capacità metaboliche, che ancora sono poco caratterizzatidal punto di vista tassonomico e genetico, per possibili applicazioni biotecnologiche