Primo Ricercatore
Dipartimento di Ecologia Marina Integrata
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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/) ed i trascrittomi di diverse specie, e abbiamo ottimizzato diverse tecniche per ottenere ceppi geneticamente modificati. Stiamo contribuendo al sequenziamento del genoma di altre specie di diatomea.
La disponibilità di tali strumenti, insieme alla definizione dei meccanismi di comunicazione e dei pathway molecolari, avrà anche ripercussioni sulla possibilità di sfruttare questo promettente gruppo di microalghe 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, la creazione di risorse genetiche per diatomee.
Principali Pubblicazioni
- Monia Teresa Russo*, Maria Valeria Ruggiero, Francesco Manfellotto, Victoria Scriven, Lisa Campbell, Marina Montresor* and Maria Immacolata Ferrante*. New alleles in the mating type determination region of West Atlantic strains of Pseudo-nitzschia multistriata. Harmful Algae 103, 101995. 2021. https://doi.org/10.1016/j.hal.2021.101995
- Rossella Annunziata*, Cecilia Balestra, Pina Marotta, Antonella Ruggiero, Francesco Manfellotto, Giovanna Benvenuto, Elio Biffali, Maria Immacolata Ferrante*. An optimised method for intact nuclei isolation from diatoms. 2021 Jan 18;11(1):1681. doi: 10.1038/s41598-021-81238-z
- 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
- Greta Busseni, Fabio Rocha Jimenez Vieira,Alberto Amato, Eric Pelletier, Juan J. Pierella Karlusich, Maria I. Ferrante, Patrick Wincker, Alessandra Rogato, Chris Bowler, Remo Sanges, Luigi Maiorano, Maurizio Chiurazzi, Maurizio Ribera d’Alcalà, Luigi Caputi, Daniele Iudicone. Meta-omics reveals genetic flexibility of diatom nitrogen transporters in response to environmental changes. 2019. Molecular Biology and Evolution. DOI: 10.1093/molbev/msz157/5525704
- Lauritano C, Ferrante MI*, Rogato A*. Marine Natural Products from Microalgae: An -Omics Overview. Marine Drugs. 2019; 17(5):269. DOI: 10.3390/md17050269. *Corresponding authors.
- 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
