The development of a novel concept of nanostructured material is involved in this project: the proper combination of magneto-optical (MO) and plasmonic elements to produce a magneto-plasmonic material tailored on the nanoscale. The novel magneto-plasmonic materials will offer the unique ability to control their properties in more than one way, since the magneto-optical activity will be affected by the alteration of the plasmonic characteristics and the optical response will depend on the magnetic ones. The latter puts an additional advantage over conventional materials, since the optical response can be actively tuned by means of an external agent: a magnetic field. The project has two main goals; the first is to prepare active magneto-plasmonic materials with tailored properties in the nanoscale and understanding the interactions of the magnetic properties with the plasmonic and optical ones, linked to electric charge oscillations. The second goal is to develop prototypes of applications that can benefit of this coupling. Since it is expected that the optical properties of these materials can be driven by using a magnetic field, this will allow designing and developing novel magneto-plasmonic devices. In particular, as a proof of the applicability of this concept, we will design, fabricate and test a prototype of a new kind of surface plasmon resonance (SPR) biosensor with MO elements, i.e. a surface magneto-plasmon resonance (SMPR) biosensor, comparing its performance against standard biosensors.

ABSTRESS applies combined, integrated systems biology and comparative genomics approaches to conduct a comprehensive study of the gene networks implicated in the interaction of drought stress and Fusarium infection in legumes. It uses Medicago truncatula as a model to rapidly identify characteristics for introgression into elite pea varieties and a field test of their performance against existing commercial varieties. The project will demonstrate the advantages of applying advanced phenotyping methods for the generation of improved varieties of a commercial crop. Legumes have been chosen as the preferred study crop because they are susceptible to a combination of abiotic and biotic stresses. By increasing their cultivation, they offer the greatest opportunity to reduce the generation of greenhouse gases from agriculture and hence contribute to the efforts to control climate change. Therefore ABSTRESS aligns with the European Strategic Research Agenda 2025. ABSTRESS will achieve a step change in “sustainability in agriculture” by undertaking breeding research that seeks to develop varieties having improved resistance to a combination of biotic and abiotic stresses.  The novelty of the project is demonstrated by the generation, identification and understanding new genetic materials; addressing commercial requirements for the development of a successful new crop variety by using SME expertise; testing new in a range of growing conditions; addressing impact on Fusarium in other crops; have application to crop breeding generally; incorporating drought stress which is likely to be a major factor for climate change; developing high throughput molecular phenotyping, to gain a step change in the speed of the breeding cycle. Thus, this well structured, innovative research can lead to ground breaking achievements in plant breeding. These will help to ameliorate climate change and develop the tools to mitigate their effects on a sustainable food /feed supply chain.

The world demographic growth and global climate change are major challenges for human society, hence the need to design new strategies for maintaining high crop yield in unprecedented environmental conditions. The objective of TomGEM is to design new strategies aiming to maintain high yields of fruit and vegetables at harsh temperature conditions, using tomato as a reference fleshy fruit crop. As yield is a complex trait depending on successful completion of different steps of reproductive organ development, including flower differentiation and efficient flower fertilization, TomGEM will use trans-disciplinary approaches to investigate the impact of high temperature on these developmental processes. The core of the project deals with mining and phenotyping a vast range of genetic resources to identify cultivars/genotypes displaying yield stability and to uncover loci/genes controlling flower initiation, pollen fertility and fruit set. Moreover, since high yield and elevated temperatures can be detrimental to quality traits, TomGEM will also tackle the fruit quality issue. The goal is to provide new targets and novel strategies to foster breeding of new tomato cultivars with improved yield. The main strength of TomGEM resides in the use of unique and unexplored genetic resources available to members of the consortium. It gathers expert academic researchers and private actors committed to implement a multi-actor approach based on demand driven innovation. Tomato producers and breeders are strongly involved from design to implementation of the project and until the dissemination of results. TomGEM will provide new targets and novel strategies to foster the breeding of new tomato cultivars with improved yield under suboptimal temperature conditions. TomGEM will translate scientific insights into practical strategies for better handling of interactions between genotype,environment and management to offer holistic solutions to the challenge of increasing food quality and productivity.

Questo progetto si propone di realizzare un DNA microarray per la diagnosi di malattie genetiche il cui evolversi e' collegato a mutazioni del Calcium Sensing Receptor (CaR). Queste patologie includono non soltanto quelle a carico delle paratiroidi (iperparatiroidismo neonatale severo, NSHPT; ipercalcemia ipocalciurica familiare, FHH; ipocalcemia autosomica dominante, ADH) ma anche altre patologie molto diffuse che potrebbero essere riconducibili a difetti del CaR (ipercalciuria idiopatica, osteoporosi, nefrolitiasi).

Seconda regione vitivinicola italiana, dopo la Sicilia, la Puglia è la regione con la maggior produzione di vini rossi-rosati. I vini di Puglia, un tempo impiegati soprattutto per tagliare altri vini prodotti altrove (più deboli e a minore gradazione), hanno ottenuto negli ultimi anni un notevole successo, frutto di un'evoluzione che ha visto il passaggio da una politica di produzione quantitativa, ad un nuovo approccio che mira, invece, alla qualità del prodotto finale. Una caratteristica peculiare della nostra produzione vinicola è che le caratteristiche podologiche e le condizioni climatiche di questa regione contribuiscono ad arricchire il vino d’essenze aromatiche e dare, quindi, un caratteristico ed intenso gusto al prodotto finito. L'industria enologica pugliese sta vivendo un momento di grande trasformazione qualitativa e, nelle zone con particolare vocazione vinicola, cresce l'esigenza di acquisire un sempre maggiore livello conoscitivo dei parametri che caratterizzano la qualità dei vini tipici e di nicchia. La sfida del mercato ha quindi indirizzato la filiera produttiva verso l’utilizzo di sistemi innovativi in grado di garantire ed esaltare le caratteristiche qualitative e la sanità dei vini pugliesi. Il concetto di tracciabilità “dal campo alla tavola” del prodotto finale può essere ottemperato unicamente mediante lo sviluppo ed il trasferimento al tessuto produttivo di una serie di applicazioni biotecnologiche. Altra sentita esigenza è quella di poter pilotare e controllare l'attività produttiva al fine di ottenere vini con caratteristiche peculiari, costanti ed igienicamente sicure, nel rispetto della tipicità garantita dalle Denominazioni d'Origine. Infatti, la selezione e l'impiego di nuove combinazioni microbiche, ottenute dalle microflore autoctone, e l'utilizzo d'avanzate tecnologie di vinificazione si tradurrebbe in un potente strumento di miglioramento continuo delle caratteristiche organolettiche e sensoriali del prodotto. Lo studio e la definizione dei profili quali-quantitativi dei metaboliti peculiari del vitigno e del vino da esso prodotto è diventata oggi un passaggio obbligato per la definizione delle caratteristiche di qualità del prodotto finale. Questo approccio potrà ulteriormente valorizzare sul mercato i nostri vini, evidenziando al consumatore gli effetti salustici del vino, i quali hanno un ruolo importante nella prevenzione di molte patologie a carico del sistema cardiovascolare. Inoltre, lo sviluppo ed il trasferimento alla filiera produttiva di innovativi sistemi di controllo della qualità avrà un elevato impatto sull’ormai irreversibile processo di innalzamento degli standard qualitativi delle nostre produzioni vinicole. Un ulteriore pressante esigenza è quella di assicurare al consumatore un elevato standard di sicurezza nel consumo dei nostri vini. Il rischio micotossicologico da ocratossina A (OTA) nella filiera viti-vinicola appare oggi come un serio problema per la vinicoltura pugliese. Sulla base di tali presupposti, il progetto si articolerà sui seguenti punti: -Microbiologia enologica: messa a punto, validazione e trasferimento protocolli efficienti e semplificati per la selezione di microrganismi autoctoni che possano essere utilizzati come starters per processi industriali di fermentazione alcolica e malolattica. -Tracciabilità molecolare, metabolomica e salutistica del vino: sviluppo di un sistema di tracciabilità molecolare dei vitigni pugliesi, individuazione e quantificazione delle sostanze antiossidanti presenti nel vino, carta di identità dell’attività biologica dei vini pugliesi. -Analisi automatizzata di parametri di qualità: sviluppo di un innovativo sistema di sensori per l’analisi qualitativa e comparativa dei vini regionali ed identificazione di composti volatili che possano essere utilizzati come marker di qualità durante il processo di produzione vinicola. -Diagnosi di funghi ocratossigeni e decontaminazione da OTA: ottimizzazione di metodi innovativi di biologia molecolare per la diagnosi precoce di funghi ocratossigeni in vite, sviluppo di metodi microbiologici e biotecnologici per la decontaminazione di vini pugliesi contaminati da OTA. -Collezione e conservazione di microrganismi autoctoni: deposito di lieviti e batteri presso la collezione ITEM (http://www.ispa.cnr.it/Collection/); raccolta e catalogazione delle caratteristiche molecolari e biochimiche dei ceppi depositati con la costituzione di un data-base biochimico/molecolare.

La via per la realizzazione di interventi di prevenzione e cura sempre più efficaci in ambito sanitario passa primariamente attraverso i percorsi diagnostici, la cui affidabilità, diffusione, semplicità d’uso e costo contenuto sono i fattori cruciali del successo. L’obiettivo generale del progetto consiste nella realizzazione di nuovi strumenti per la diagnosi molecolare di specifiche patologie di origine virale e per la tipizzazione dei virus stessi, basati sulla nuovissima tecnologia dei bio-chip e dei nano-chip. L’attività di ricerca e sviluppo tecnologico consisterà nell’individuazione di marcatori molecolari ematici specifici per le patologie considerate, nella progettazione e realizzazione di sonde specifiche per la rilevazione dei marcatori, nella immobilizzazione delle sonde su chip, nella messa a punto di un opportuno sistema rivelatore e, infine, nel test e nella validazione dei bio-chip realizzati. Parallelamente a questa attività di R&S verrà messa in atto un’azione di formazione specialistica rivolta a giovani ricercatori, finalizzata alla creazione di professionalità specialistiche di eccellenza nel settore della realizzazione di protein-chip e gene-chip per uso diagnostico. Le patologie considerate nel progetto sono le neoplasie causate dai virus oncogeni HPV ed HCV e le miocarditi causate dal virus Coxsackie B. Il lavoro di R&S del presente progetto sarà rivolto alla messa a punto di un sistema diagnostico innovativo, basato su tecniche molecolari, in grado di effettuare, oltre alla diagnosi, anche una accurata tipizzazione e sottotipizzazione del virus infettante nell’ambito delle specie virali sopra elencate. Per ciascuna delle fasi di attività di R&S sono previsti dei risultati che ne permetteranno una facile verificabilità. La ricerca di nuovi marcatori molecolari è una attività che necessita elevate competenze scientifiche, ampie dotazioni strumentali tecnologicamente avanzate e notevoli costi di realizzazione. Per questo motivo una tale attività è assolutamente preclusa a piccole o medie aziende del ramo biotecnologico, per le quali la sola possibilità di inserirsi nel mercato con buone garanzie di successo consiste nella partnership con istituti di ricerca che lavorano nel settore e che possano aiutare l’azienda nelle fasi iniziali di messa a punto del prodotto: la sperimentazione e lo studio di fattibilità. Una volta acquisito il know-how relativo agli specifici geni o alle specifiche proteine target e testata adeguatamente l’efficacia del metodo di indagine, la produzione di bio-chip specifici rappresenta la parte meno onerosa e rischiosa dell’intero processo. La messa a punto di specifici bio-chip renderebbe disponibile al mercato uno strumento diagnostico altamente avanzato, dai costi contenuti e, di conseguenza, dotato di un potenziale di vendita assai elevato. Un prodotto di questo genere costituirebbe un elemento di punta della produzione ad elevato contenuto tecnologico (bio-tecnologico in questo caso) in grado di affiancare alle ricadute dirette sull’azienda produttrice anche un effetto di stimolo sul settore produttivo e di ricerca biotecnologica del territorio. Un’azione di formazione specialistica rivolta a giovani ricercatori, finalizzata alla creazione di professionalità specialistiche di eccellenza nel settore della realizzazione di protein-chip e gene-chip per uso diagnostico, sarà attivata parallelamente alle attività di R&S. Obiettivo generale del presente piano è fornire una formazione multidisciplinare e interdisciplinare ai giovani ricercatori e ai tecnici aziendali coinvolti nelle attività di ricerca del progetto. Il piano di formazione del presente progetto di ricerca è indirizzato ai giovani ricercatori che parteciperanno al progetto (post-doc, borsisti, assegnisti) ed ai tecnici delle aziende coinvolte nel progetto ed è finalizzato al conseguimento delle competenze specialistiche necessarie alla realizzazione del progetto stesso. Si prevede pertanto di formare professionalità con competenze specialistiche nei campi della genomica, della proteomica, della sensoristica e delle nanotecnologie, in grado di poter gestire autonomamente, in futuro, le varie fasi di ricerca e sviluppo di bio-sensori per la diagnostica molecolare avanzata.