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INGEGNERIA GENETICA E METABOLICA DI DITERPENI ABIETANICI ANTITUMORALI DI SALVIA SCLAREA

La possibilità di estrarre e purificare metaboliti vegetali bioattivi da colture in vitro di cellule e tessuti vegetali su larga scala è un obiettivo di grande interesse di base e applicativo, in alternativa alla loro estrazione da piante raccolte o coltivate. Studi comparativi recenti hanno dimostrato che le piante costituiscono una alternativa economicamente vantaggiosa per la produzione su larga scala di molecole bioattive (metaboliti secondari, ma anche proteine ricombinanti di interesse farmaceutico e industriale). Tuttavia, il basso contenuto di questi composti rappresentano un serio problema per il loro successivo sviluppo e applicazione in campo farmaceutico e biomedico, tenendo anche conto che in molti casi la sintesi chimica di questi composti è di difficile realizzazione.L'ottimizzazione della biosintesi di metaboliti secondari in piante medicinali mediante strategie di ingegneria genetica e metabolica, associata alla messa a punto di sistemi di colture cellulari e di tessuti su larga scala, garantisce una biomassa per l'estrazione e purificazione di molecole vegetali bioattive costante nel tempo e qualitativamente uniforme, caratteristiche prioritarie per una loro applicazione a livello industriale. Costituisce, inoltre, una valida alternativa eco-sostenibile alla raccolta di piante medicinali rare nell'ambiente naturale, contribuendo a limitare i fenomeni di erosione genetica a cui soggette molte specie vegetali medicinali.L'incremento della biosintesi di diterpeni abietanici antitumorali in S. sclarea sarà realizzata mediante:1) Identificazione delle sequenze codificanti dei geni endogeni di S. sclarea GPPS e CPPS, mediante PCR-RACE;2) Costruzione di vettori binari per la sovra-espressione dei geni GPPS e CPPS. In particolare, saranno disegnati e generati costrutti per la sovraespressione del gene GGPPS, del gene CPPS e un costrutto per la sovraespressione simultanea di entrambi i geni;3) Allestimento di colture massive di radici avventizie sovraesprimenti i geni GGPPS e CPPS per ottenere biomasse geneticamente uniformi da cui estrarre i metaboliti di interesse;4) Analisi quali-quantitativa HPLC-DAD del profilo metabolico dei diterpeni abietanici delle radici avventizie sovra-esprimenti GGPPS e CPPS.Vaccaro MC, Malafronte N, Alfieri M, De Tommasi N, Leone A, 2014. Enhanced biosynthesis of bioactive abietane diterpenes by overexprtessing AtDXS or AtDXR genes in Salvia sclarea hairy roots.Plant Tissue and Organ Culture. DOI 10.007/s11240-014-0514-4.Pubblicazioni (2n+1)Ambrosone A, Di Giacomo M, Leone A, Grillo MS, Costa A (2013). Identification of early induced genes upon water deficit in potato cell cultures by cDNA-AFLP. JOURNAL OF PLANT RESEARCH 126:169-178. DOI 10.1007/s10265-012-0505-7 (IF 2.059)Ambrosone A, Costa A, Leone A, Grillo S (2012). Beyond transcription: RNA-binding proteins as emerging regulators of plant response to environmental constraints. PLANT SCIENCE. 181: 12-18. DOI: 10.1016/j.plantsci.2011.02.004 (IF 2.922)Vassallo A, Vaccaro MC, De Tommasi N, Dal Piaz F, Leone A (2013). Identification of the plant compound geraniin as a novel Hsp90 inhibitor. PLOS ONE. Vol. 8. Pag.e74266-e74266 ISSN:1932-6203. (IF 3.73)