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Synergistic activity of photo-synthesized silver nanoparticles with classic antibacterials

Tuberculosis is an infectious disease caused by Mycobacterium tuberculosis. The development of strains resistant to antitubercular drugs, makes it necessary to find new compounds against this pathogen in order to treat such disease. G-quadruplexes (G-4s), secondary structures that may form in G-rich regions, were found in promoter regions of several human and viral genes where they influence processes such as transcription and replication of DNA. G-4s are considered as promising targets for anticancer and antiviral chemotherapy thanks to the discovery of small molecules that bind and stabilize their structure, decreasing gene expression levels (G-4 ligands). Recently, bioinformatics analysis identified in M. tuberculosis 10,000 motifs with the potential to fold into G-4 structure, 45 of them are localized upstream or overlapping the transcription start site of genes distributed among different functional categories. Analysis in vitro (circular dichroism, UV spectroscopy and Taq polymerase stop assay) confirmed the formation of G4 structures in four of these genes: mosR, zwf1, clpX and ndhA. To test the possibility to use G-quadruplex structures as therapeutic targets, we evaluated the effect of two G-4 ligands (BRACO-19 e c-exNDI 2) on M. tuberculosis. Results showed that these compounds can inhibit the mycobacterial growth with a minimal inhibitory concentration (MIC) in the micromolar range and make the bacteria more sensitive to oxidative stress. We also evaluated the interactions between BRACO-19 and two well characterized antitubercular drugs (ethambutol and isoniazid), while interaction with isoniazid was shown to be addictive, that with ethambutol was indifferent. To study the influence of G4 structures on gene transcription, the zwf1, mosR, clpX, ndhA expression was evaluated in presence of BRACO-19. In particular the G4 sequence in zwf1 promoter was better characterized. Single strand oligonucleotides containing the sequence of the putative G-4 localized at the promoter region of zwf1 with different mutations were analyzed by circular dichroism, allowing us to identify a single point mutation able to disrupt the G-4 structure. This mutation was introduced in the zwf1 promoter and the final construct was cloned upstream a promoterless eGFP gene in a reporter plasmid. eGFP expression from this plasmid was compared to that of a similar plasmid in which the reporter gene was transcribed from the wild-type zwf1 promoter in physiologic conditions or after treatment of bacterium with BRACO-19 and H2O2.The results suggested that the G-quadruplex structure upstream of zwf1, at least in the observed conditions, hasn’t a preeminent role in gene regulation.

La betulla dell’Etna (Betula aetnensis Rafin), è una delle specie arboree che durante le ultime glaciazioni si è spinta verso sud e dove oggi costituisce popolazioni pressoché relitte localizzate esclusivamente in Sicilia sulla sommità dell’Etna. I betulleti sono presenti sui versanti orientali ed occidentali dell’Etna, ad un’altitudine compresa tra 1.400 e 2.000 m s.l.m. Si tratta di popolamenti pionieri che colonizzano substrati vulcanici inalterati e/o poco evoluti dove costituiscono a volte dei piccoli boschi puri o misti a pino laricio. Questi boschi in passato erano sottoposti a ceduazioni, che dal 1987 non sono state più eseguite a seguito della istituzione del Parco Regionale dell’Etna. Negli ultimi anni è stato osservato un progressivo declino della specie reso evidente dalla limitata presenza di rinnovazione naturale e dall’incremento di processi di deperimento a carico delle piante adulte. Molti popolamenti risultano infatti attaccati da patogeni fungini (ad esempio del genere Heterobasidion e Armillaria) che ne stanno causando la sparizione. In ragione del notevole interesse scientifico e biogeografico di Betula aetnensis, e considerando le crescenti minacce che la caratterizzano, è stata avviata una indagine multidisciplinare per studiare diversi aspetti. dell’ecologia della specie, ivi compreso l’entità ed il ruolo delle simbiosi micorriziche e tenendo in considerazione anche i rischi per la conservazione della Betulla, tra i quali i cambiamenti climatici. È noto, infatti, che i funghi micorrizici possono avere molteplici effetti positivi sulla crescita di specie minacciate, sulla produttività, e sul loro stato di salute. Tuttavia lo stato delle simbiosi micorriziche della Betulla dell’Etna, e della maggior parte delle specie minacciate, non è stato ad oggi valutato. Obiettivo del presente lavoro è stato quello di valutare il grado di deperimento dei betulleti, le interazioni della betulla con i funghi simbionti (endomicorrize ed ectomicorrize), e verificare se realmente i cambiamenti climatici incidano sulla crescita e la sopravvivenza della pianta. Le aree di saggio in cui sono presenti popolamenti puri di betulla o mista al pino laricio e in buone condizioni sono state confrontate con aree con evidenti effetti del declino. Il rilievo della rinnovazione in ciascuna area di studio ha evidenziato la totale mancanza di rinnovazione nei substrati più alterati confermando il ruolo pioniero della specie, Il campionamento dendrocronologico ha fornito informazioni sull’età delle piante, sulla dinamica degli accrescimenti e la sensibilità delle betulle ai fattori climatici quali le piogge e le temperature. Etna birch (Betula aetnensis Rafin) is one of the tree species that during the last glaciations has moved southward, where currently it establishes populations that can be considered relicts because they are present exclusively on the summit of Etna Mount. Etna birch stands are present on the eastern and western slopes of Etna, at an altitude between 1,400 and 2,000 m a.s.l.. These are pioneer populations that colonize unaltered and/or poorly developed volcanic substrates where they establishes small, pure or mixed stands together with Pinus nigra subsp. calabrica (Loud.) A.E. Murray. In the past, such woods were subject to coppice management, but only until 1987, following the establishment of the Etna Regional Park. In recent years, a progressive decline in Etna birch natural populations has been observed, resulting evident from the limited occurrence of natural regeneration and from the increase in decay processes of adult plants. Many natural populations are attacked by fungal pathogens (for example of the genus Heterobasidion and Armillaria) that are causing their disappearance. Due to the remarkable scientific and biogeographical interest of Betula aetnensis, and considering the growing threats that characterize it, a multidisciplinary investigation has been launched to study various aspects of the ecology of the species, including the extent and role of mycorrhizal symbioses, and taking into account also the risks for the conservation of the species, among which also climatic change. In fact, it is well known that mycorrhizal fungi can have multiple positive effects on the growth of endangered species, on their productivity, as well as on plant health. However, up to now the mycorrhizal status of Etna birch, and that of most of threatened species, has not yet been evaluated. The aim of the present work is to evaluate the degree of decay of Betula aetnensis, its interactions with symbiotic fungi (endomycorrhizae and ectomycorrhizae), and to verify whether or not climatic change actually affects the plant growth and survival. The study areas in which pure birch or mixed stands with Calabrian pine are in good conditions have been compared to areas with clear effects of decay. The survey of the regeneration in each study area showed the total lack of regeneration in the most altered substrates, confirming the strong pioneer role of the species. The dendrochronological sampling provided information on plant age, growth dynamics and the sensitivity of birches to climate factors such as rainfall and temperatures.

Nel progetto la costruzione di modelli di sviluppo aziendale che adottano tecniche e misure di adattamento capaci di preparare le aree più a rischio.

Il corso è stato progettato per disporre di tutti gli argomenti previsti da programma ministeriale per il quinto anno dei Licei (Chimica organica, Genetica, Biochimica, Microbiologia, Biotecnologie e Scienze della Terra) in un unico volume. Gli argomenti proposti sono trattati in maniera organica, evidenziando i possibili punti di contatto tra le differenti discipline e abituando lo studente a sviluppare una concezione liquida del sapere. La didattica e la struttura proposte sono finalizzate alla conoscenza e alla comprensione dei fenomeni che contraddistinguono la materia, la natura, gli esseri viventi e l’uomo e l’ambiente nel quale vive e col quale interagisce. Il corso concorre alla costruzione di un percorso per competenze che aiuta gli studenti a sviluppare la costruzione del sé, a gestire le corrette relazioni con gli altri e fornisce la base per consolidare e accrescere saperi e competenze per le successive occasioni di apprendimento. In tale ottica viene privilegiata l’osservazione della realtà e dei suoi fenomeni al fine di sviluppare nello studente la capacità di formulare ipotesi per spiegare fatti e fenomeni. Il problem solving è sviluppato tramite esercizi su più livelli, esercizi di competenza trasversali alle discipline scientifiche ed esercizi in inglese. Un’attenzione speciale è rivolta alla preparazione dell’Esame di Stato e all’orientamento nella scelta della facoltà universitaria, attraverso un’offerta di test di ammissione alle facoltà ad accesso programmato.

Le relazioni tra le piante e i fattori ambientali (il clima, i nutrienti, l’acqua, la composizione del suolo, etc) sono da tempo ampiamente studiate. Resta invece ancora molto da capire sul ruolo che la componente biologica del suolo (ci sono oltre cento milioni di cellule microbiche in un grammo di suolo!) ha sullo sviluppo e la salute delle piante. Nella rizosfera soprattutto (la porzione di suolo influenzata dalla presenza di radici), gli essudati radicali favoriscono lo sviluppo di microrganismi (batteri, funghi, protozoi, virus) che interagiscono con le radici e con il suolo nell’influenzare i processi di trasformazione ed assorbimento dei nutrienti, la crescita della pianta e le infezioni da parte di microrganismi patogeni. L’interazione suolo-pianta non è quindi diretta ma mediata dalla presenza di microrganismi che con la loro attività metabolica modulano lo sviluppo dei semi e la crescita della plantula, modificano la morfologia delle radici, interagiscono con la fisiologia e la biochimica della pianta e influenzano la disponibilità e l’assorbimento dei nutrienti.

In observance of the criteria stated in the previous section <> and the studies carried out on the natural and agriculture heritage the intervention consistend on the plaintinf of some Lampedusa's spontaneous shrubs propagated by Lagambiente or by the nursery of the Regional Rural and Territorial Department of the Sicilian Region (formerly Regional Forestry Office Department). The plants that were planted were: Mastic (60), Periploca (36), Juniper (20), Myrtle (24), Olivastro (5), Carob (10), Caper (10). More complex is what has been done for the realization of the orchard. On the basis of investigations carried out as part of a research project of the RDP 2007/2013, Measure 214/2 Action A <> and in the field of the project <> on the Pelagie's fruit's history and diversity, a hundred trees were planted. Some of these have been grafted with old varieties already in the nursery, others will be grafted later. It was decided to plant three rootstock trees for each variety identified according to the diagram shown in the table below.

I batteri fototrofi costituiscono un ampio ed eterogeneo gruppo di procarioti ampiamente distribuiti nel plancton marino ed i loro processi basati sulla luce sostengono e controllano il flusso di energia negli oceani. Recenti scoperte di nuovi batteri includono almeno tre modalità di fotosintesi: la fotosintesi aerobica ossigenica (tipica dei cianobatteri e simile a quella condotta dalle piante), la fotosintesi anaerobica anossigenica e la fotosintesi aerobica anossigenica (entrambe esclusive dei procarioti). Altri importanti processi basati sulla luce utilizzano le rodopsine, contribuendo così al metabolismo energetico cellulare. La fotosintesi ossigenica “pura” sembra più l’eccezione che la regola mentre appare chiaro che i procarioti sono in grado di usare strategie miste (foto/chemiotrofia e auto/ eterotrofia) in funzione delle condizioni ambientali e della disponibilità di nutrienti. Gli ecologi non sono ancora in grado di stabilire un bilancio completo del metabolismo di questi sistemi marini complessi.

Le leguminose spontanee mediterranee hanno un elevato potenziale nei processi di rinaturalizzazione di ecosistemi degradati o semiaridi poiché stabiliscono simbiosi radicali con batteri azoto-fissatori e funghi micorrizici i quali, agendo sinergicamente, avvantaggiano la pianta per la nutrizione e la resistenza agli stress. Astragalus nebrodensis è un arbusto perenne appartenente alla famiglia delle Fabaceae, endemico in Sicilia; i simbionti radicali di questa specie non sono noti. Gli obiettivi di questo studio sono stati: 1) l’analisi della diversità dei rizobi simbionti di Astragalus nebrodensis; 2) la valutazione dell’effetto dell’inoculo di rizobi da collezione e di funghi micorrizici commerciali sulla crescita delle piante in vivaio, su suolo naturale prelevato dall’areale della specie. Le analisi morfometriche e delle simbiosi radicali hanno mostrato che la maggiore nodulazione è avvenuta in assenza di inoculo e quindi ad opera di rizobi indigeni del suolo. I rizobi simbionti di A. nebrodensis sono stati isolati, identificati per la prima volta e affiliati al genere Mesorhizobium sp.. L’elevata frequenza di micorrizazione ottenuta mediante l’inoculo con il fungo commerciale Glomus intraradices ha prodotto un incremento della sopravvivenza delle piante a scapito di una lieve depressione della crescita. L’effetto opposto è stato invece ottenuto in presenza di funghi micorrizici indigeni. I risultati di questo lavoro possono costituire una base di partenza per l’allestimento di impianti di propagazione di A. nebrodensis inoculato con simbionti benefici per il recupero di sistemi degradati e il consolidamento di suoli franosi. Root symbionts of Astragalus nebrodensis Guss. Strobl.- Wild Mediterranean legumes have a high potential in the re-naturalization of degraded or semi-arid ecosystems as they establish root symbiosis with nitrogen-fixing bacteria and mycorrhizal fungi which sinergically benefit plant nutrition and resistance to stress. Astragalus nebrodensis is a perennial shrub belonging to the Fabaceae, it is endemic to Sicily and its root symbionts are unknown. The objectives of this study are: 1) the analysis of the diversity of rhizobia of Astragalus nebrodensis; 2) the evaluation of the effects of inoculation of rhizobia and a commercial mycorrhizal fungus on the growth of plants in the nursery, using as a substrate the natural soil taken from the species areal. The morphometric analysis and the analysis of root symbiosis have shown that increased nodulation occurred in the absence of inoculum, i.e. by soil indigenous rhizobia. The rhizobia symbionts of A. nebrodensis were isolated and identified for the first time and affiliated to the genus Mesorhizobium sp. The high frequency of mycorrhization obtained by inoculating the commercial fungus Glomus intraradices increases plant survival at the expense of a slight depression of growth. The opposite effects were obtained with indigenous mycorrhizal fungi. The results of this work may provide a basis for the propagation of A. nebrodensis inoculated with beneficial symbionts, for the recovery of degraded ecosystems.

Reticulitermes lucifugus è una specie di termite diffusa in Italia e che causa gravi danni alle strutture legnose di monumenti storici e artistici. L’intestino delle termiti ospita una comunità microbica di batteri e flagellati, responsabile della degradazione del materiale lignocellulosico. Studi preliminari sulla comunità microbica dei simbionti di R. lucifugus, hanno descritto alcune specie di protozoi, ma non ci sono ancora informazioni sui simbionti batterici. Al fine di caratterizzare la comunità microbica intestinale di R. lucifugus è stato utilizzato un approccio molecolare coltura indipendente e colture di arricchimento per l’isolamento dei batteri cellulosolitici. Per l’analisi coltura indipendente è stata costruita una libreria di geni 16S rRNA a partire dal DNA metagenomico estratto dall’intestino delle termiti. Dei 279 cloni ottenuti 96 sono stati scelti a caso e suddivisi in 34 Unità Tassonomiche operative (OTU) sulla base di analisi ARDRA con 4 enzimi di restrizione. Gli inserti di due cloni rappresentativi delle 4 OTU più numerose sono stati sequenziati e assegnati a tre phyla, Firmicutes, Spirochaetes e “Uncultured Termite Gruppo I” (TG1) che risultano dominanti anche in altre specie di Reticulitermes. Dalle colture di arricchimento su diversi substrati lignocellulosici quali carta, carbossimetilcellulosa (CMC) e legno di diverse specie, sono stati ottenuti oltre 300 isolati 70 dei quali hanno mostrato attività cellulosolitica al test Rosso Congo. Gli isolati più attivi, identificati mediante sequenza parziale del gene ribosomale 16S, sono risultati appartenere al genere Bacillus. I risultati ottenuti, sebbene ancora parziali, mostrano che l'intestino di R. lucifugus ospita una popolazione microbica diversificata. La conoscenza di questi simbionti potrebbe fornire informazioni utili per combattere l'attacco di queste termiti alle strutture legnose.

Staphylococcus aureus è un batterio che può provocare mastite. Negli ultimi anni sono stati isolati Stafilococchi resistenti a molti degli antibiotici usati in terapia. Il presente lavoro ha lo scopo di caratterizzare gli Stafilococchi circolanti in Sicilia per prevenire la diffusione di batteri patogeni resistenti

Background:Simian virus 40 (SV40) is a small DNA tumor virus found associated with specific human cancers, such as brain and bone tumors, malignant pleural mesothelioma, and non-Hodgkin lymphoma. SV40 sequences were also detected, although at lower prevalence, in blood specimens from healthy donors. However, some studies failed to reveal the presence of SV40 in human samples, and its association with specific neoplasms. These conflicting results indicate the need of a specific standardized test, to be share within the scientific community, to study the SV40 infection in humans and its association with cancers. Methods: In this investigation we report on the presence in human sera of antibodies reacting against specific SV40 peptides revealed by an indirect ELISA. test. The immunologic assay was set up employing synthetic peptides corresponding to SV40 epitopes of the viral capsid proteins and the large T antigen (Tag), the SV40 oncoprotein. Sera from healthy donors and oncologic patients were tested with indirect ELISA assays. Overlapping results were obtained with this immunologic assay employing four specific peptides from early and late SV40 regions. Results: Data from immunologic assays indicate that in healthy individuals serum antibodies against SV40 are detectable since the early childhood. In healthy donors the seroprevalence increases with the age reaching the peak of 25% in subjects aged 1-10 years, it declines in subjects aged 11-17 with a prevalence of 15%, then it slightly increases to 20%, remaining stable till the age of 50 years old. In the cohort of individuals aged 51-65 year old the seroprevalence tends to decline with a prevalence 17%, while in elderly subjects aged 66-90 years the prevalence is the 23%. This result indicates that the SV40 circulation in humans is of low level compared to the prevalence of the closely related human polyomaviruses BK (80-90%) and JC (60-70%). In our investigation, serum samples from oncologic patients affected by bone and brain tumors, non-Hodgkin lymphoma, and malignant pleural mesothelioma, had a high prevalence of anti-SV40 antibodies. Conclusions: In our study, the prevalence of serum samples reacting with SV40 peptides was higher in sera from oncologic patients, compared to controls. Indeed, SV40-positive sera were detected at higher prevalence in patients affected by osteosarcoma (57%), non-Hodgkin lymphoma (51%), glioblastoma (34%) and mesotheliomas (32%) than in normal subjects (18%). No statistically significant difference in prevalence was revealed in sera from patients affected by breast cancer (21%) and undifferentiated nasopharyngeal carcinoma (25%), a neoplasm associated with the EBV infection, compared to samples from healthy donors. Our data further indicate the association of SV40 with specific human malignancies.

L’obiettivo del lavoro è stato quello di analizzare le comunità microbiche in acquiferi caratterizzati da differenti peculiarità idrochimiche (acque oligominerali fredde; acque saline ed ipersaline fredde; acque saline calde) e da differenti fattori di condizionamento del circuito delle acque sotterranee. Ciò al fine ultimo di verificare sperimentalmente se le suddette comunità possono essere utilizzate efficacemente come nuovi traccianti naturali per studiare alcune dinamiche idrogeologiche in contesti a differente grado di complessità. L’obiettivo è stato conseguito mediante l’utilizzo di due differenti tecniche di fingerprinting genetico: DGGE e T-RFLP. La DGGE permette di risolvere, separare frammenti di DNA della stessa dimensione, basandosi esclusivamente sulle differenze nella sequenza nucleotidica. La T-RFLP è basata sulla digestione con endonucleasi di restrizione di prodotti di PCR; uno o entrambi i primers utilizzati sono legati ad una molecola fluorescente che permette di rilevare, mediante elettroforesi capillare, solo la presenza del frammento di restrizione terminale. I risultati principali conseguiti nel corso del dottorato possono essere sintetizzati come segue. All’interno degli ambienti acquatici analizzati è stata riscontrata la presenza di comunità microbiche “sito-specifiche”, piuttosto che “sistema-specifiche”, ed il carattere “sito-specifico” di tali comunità è apparso fortemente influenzato anche da fattori ambientali arealmente poco rappresentativi nell’ambito dei sistemi acquiferi esaminati. Ciò porta a ritenere che, contrariamente a quanto riportato nella recente letteratura, non esista necessariamente un’unica comunità microbica autoctona acquatica all’interno di sistemi naturali che possono essere considerati un “unicum” dal punto di vista idrogeologico. Dal punto di vista metodologico è emerso che l’attesa frammentazione e diversificazione delle comunità microbiche all’interno di un sistema acquatico può essere accertata e caratterizzata soprattutto mediante il prelievo di campioni in punti ubicati anche all’interno del sistema stesso e non esclusivamente presso il collettore principale (ad esempio, una sorgente) del corpo idrico sotterraneo. The aim of the research was to characterize microbial communities in aquifers with different hydrochemical properties (oligomineral cold waters; saline and hypersaline cold waters; saline hot waters) and different factors affecting the hydrogeological behaviour of the aquifer systems. The goal of the work was to experimentally verify if microbial communitites can be used as new effective natural tracers to analyze hydrogeological phenomena within different aquifer systems, characterized by different degrees of complexity. Two fingerprinting techniques have been used: DGGE and T-RFLP. DGGE is based on the separation of PCR amplicons of the same size but with different sequences. T-RFLP is based on the digestion with restriction endonucleases of PCR products: one or both the primers used in the PCR reaction are labeled with a fluorescent dye which allow to detect, through capillary electrophoresis, only the presence of the terminal restriction fragment. The main results obtained can be summerized as follows. In the aquatic environments analyzed, “site-specific” microbial communities were detected, instead of “system-specific” communities. The character “site-specific” of these communities is strongly influenced even by environmental factors little representative in the general context of the aquifers examined. Differently from the existing knowledge, this leads to the possible absence of single autochtonous microbial communities also in natural systems that can be considered as an “unicum” from a hydrogeological point of view. From a methodological point of view, the fragmentation and diversification of microbial communities in an aquatic system can be determined and characterized especially sampling at different points inside the system itself and not solely at the principal collector (for example, a spring) of the groundwater system. Dottorato di ricerca in Ambiente e Territorio (XXII ciclo)

Negli echinodermi la difesa dell’organismo dalle invasioni microbiche avviene tramite meccanismi cellulari e umorali dell’immunità innata. Una componente fondamentale dei fattori umorali è costituita dai peptidi antimicrobici (AMPs) molto conservati con un ampio spettro di attività antimicrobica contro batteri, virus e funghi. Solitamente gli AMPs sono costituiti da meno di 100 amminoacidi, sono cationici e formano strutture anfipatiche. In questo lavoro dimostriamo che i celomociti dell’Echinoideo Paracentrotus lividus e dell’Oloturoideo Holothuria tubulosa contengono sostanze con attività antimicrobica verso diversi ceppi batterici patogeni umani. In entrambe le specie, nel precipitato acido del supernatante del lisato dei celomociti è presente una frazione peptidica a basso peso molecolare (Low Molecular Peptides. LMP) con massa compresa tra i 3 e i 5 kDa che mostra attività antibatterica, valutata come concentrazione minima inibente (MIC). In particolare, in P. lividus la frazione peptidica con massa molecolare inferiore a 5 kDa è stata valutata contro un gruppo di batteri di riferimento, Gram-positivi e Gram-negativi e contro funghi patogeni dell’uomo: Staphylococcus. aureus ATCC 29213, ATCC 25923, ATCC 43866, Staphylococcus. epidermis DSM 3269, 1457, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Candida albicans ATCC 10231 e Candida tropicalis ATCC 13803. Il 5-CC risulta attivo contro tutti i ceppi microbici testati in vitro, con valori di MIC compresi fra 15.8 mg ml-1e 253.7 mg ml-1. Inoltre, nella specie Paracentrotus lividus, sono stati caratterizzati gli AMPs presenti nella frazione peptidica, attraverso l’utilizzo di un RP-HPLC/nESI-MSMS. I risultati hanno individuato tre principali peptidi (Paracentrina I, II, III) con una taglia molecolare rispettivamente di 1251.7, 2088.1 e 2292.2 d. L’analisi MSMS ha evidenziato che i peptidi comprendono rispettivamente le sequenze peptidiche 9-19, 12-31 e 24-41 della β-timosina di P. lividus (AN AJ439718). La β-timosina è uno dei peptidi antibatterici presenti negli invertebrati. In H. tubulosa dal precipitato acido del supernatante del lisato dei celomociti è stata isolata una frazione di 3 kDa che ha mostrato attività verso diversi ceppi batterici: Enterococcus fecalis, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli e Staphylococcus aureus con valori di MIC compresi fra 16,5 µg ml-1e 22.5 µg ml-1. Inoltre in entrambe le specie, le LMPs sono capaci di inibire l’attività dei biofilm da stafilococco, come dimostrato da osservazioni al microscopio fluorescenza e confocale. Ulteriori studi sono necessari per caratterizzare meglio queste componenti antimicrobiche, sia da un punto di vista biochimico che molecolare, sia per valutarne la localizzazione cellulare e tissutale e la modulazione dell’espressione genica in presenza di microorganismi. In conclusione i celomociti degli echinodermi possono rappresentare un’importante fonte di agenti antimicrobici utili per lo sviluppo di nuove strategie per il trattamento dei biofilm.

L’intestino delle termiti ospita una comunità microbica di batteri e flagellati anaerobi, responsabile della degradazione del materiale lignocellulosico. La digestione della lignocellulosa da parte delle termiti dipende dalla simbiosi con microrganismi procarioti ed eucarioti che vivono nel loro intestino. I microrganismi trasformano la cellulosa in zuccheri e acetato, producendo idrogeno, metano e anidride carbonica. Abbiamo analizzato la comunità microbica intestinale di Reticulitermes lucifugus lucifugus, una delle due specie di termiti italiane, che vive in ambienti sotterranei, è distruttiva per le strutture legnose degli ambienti urbani causando seri danni ai monumenti storici e può colonizzare le abitazioni, scavando gallerie all'interno di pali di sostegno, travi e tavole. Studi preliminari sulla comunità microbica dei simbionti di R. lucifugus, hanno descritto alcune specie di protozoi (e.g. Dynenympha sp., Pyrsonimpha flagellata Leidy, Spyrotriconimpha flagellata Grassi e Foà, Holomastigotes elongatum, Triconympha agilis Leidy) ma non ci sono ancora informazioni sui simbionti batterici. Dall’intestino della termite è stato estratto il DNA metagenomico, da cui è stato amplificato l’rDNA 16S tramite PCR (polymerase chain reaction), usando primers universali per i procarioti. E’ stata costruita una libreria i cui cloni sono stati raggruppati in OTU (Operational Taxonomic Units) tramite analisi ARDRA (Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis). Per ogni OTU sono stati sequenziati uno o più cloni e le sequenze sono state confrontate con quelle presenti in banca dati. L’analisi delle sequenze ha evidenziato che la comunità microbica di Reticulitermes lucifugus lucifugus è molto diversificata, sono presenti clostridi, beta e delta proteobatteri, batteri appartenenti al genere Treponema and Uncultured Termite group I, presenti nel microbiota di altre temiti Inoltre per isolare la frazione di batteri cellulosolitici dall’intestino di Reticulitermes lucifugus lucifugus, sono state allestite colture di arricchimento su diversi substrati, quali carta, eucalipto, pino, noce e CMC (carbossimetilcellulosa). Gli isolati ottenuti sono stati caratterizzati e alcuni, risultati positivi al test del rosso congo, identificati. I risultati preliminari di questa analisi mostrano una prevalenza di batteri gram positivi low GC appartenenti al genere Bacillus, ma anche di alpha e beta proteobacteria.La conoscenza più approfondita delle specie batteriche presenti nell’intestino di Reticulitermes lucifugus lucifugus potrebbe fornire utili informazioni per contrastare il loro attacco alle strutture legnose, contribuendo così a preservare il patrimonio artistico italiano.

Matrici quali acqua, suolo ed aria sono costantemente soggette a forti pressioni antropiche. I pesticidi pur avendo apportato grandi benefici alle attività agricole influiscono negativamente sugli equilibri degli ecosistemi. Circa 85-90% dei principi attivi applicati in agricoltura non raggiunge gli organismi a cui sono destinati, ma viene disperso nell’ambiente. In tale contesto l’individuazione di microrganismi deputati alla loro degradazione diventa un importante mezzo per la salvaguardia ambientale e della salute umana. Lo scopo del presente lavoro è stato quello di isolare batteri del suolo capaci di degradare composti organofosforici, i quali rivestono una notevole importanza nelle pratiche agricole odierne. A tal fine sono state allestite colture di arricchimento contenenti come unica fonte di carbonio l’insetticida parathion su terreno minerale, utilizzando come fonte di inoculo suoli agrari con differenti caratteristiche chimico-fisiche, sottoposti a diverse pratiche agronomiche prelevati in areali della Sicilia occidentale. Sono stati isolati tre potenziali degradatori di esteri fosforici identificati mediante analisi del gene ribosomale 16S. L’analisi delle sequenze nucleotidiche ed il confronto con la banca dati ha indicato che i tre isolati sono filogeneticamente correlati alle specie Streptomyces iakyrus, Microbacterium takaoensis e Stenotrophomonas maltophilia. Mentre il gamma-proteobatterio Stenotrophomonas maltophilia è risultato affine (95% di identità delle sequenze del gene 16S) con il ceppo batterico YC-1, recentemente isolato, che è in grado di degradare chlorpyrifos, parathion, methyl parathion e fenitrothion, Streptomyces iakyrus e Microbacterium takaoensis sono batteri Gram-positivi, sino ad ora non menzionati come degradatori di organofosforici. L’abbattimento del principio attivo da parte dei batteri isolati è stato verificato mediante l’utilizzo di microestrazione in fase solida SPME per immersione e separazione gascromatografica seguita da spettrometria di massa. I risultati hanno evidenziato una buona capacità degradativa (60-45 %) dei ceppi nel tempo di incubazione mentre resta da valutare la tossicità degli intermedi di degradazione. Alla luce dei risultati ottenuti è ipotizzabile un ruolo chiave dei ceppi isolati nella decontaminazione di suoli ed acque cronicamente affette da inquinamenti derivanti dall’utilizzo di pesticidi organofosforici in agricoltura.

Il biorisanamento mediante l’utilizzo di microrganismi ha un ruolo fondamentale nelle pratiche di trasformazione di molecole potenzialmente tossiche quali gli idrocarburi, che quotidianamente vengono riversati negli ecosistemi provocando fenomeni di antropizzazione in equilibri naturali particolarmente sensibili. Numerosi ceppi batterici sono abili degradatori e mineralizzatori di sostanze inquinanti xenobiotiche di sintesi e recalcitranti non esistenti in natura, quali i derivati di idrocarburi aromatici e policlorobifenili (PCB). Mediante colture su mezzo minerale Bushnell-Haas agarizzato (BH) in presenza di una miscela di idrocarburi come unica fonte di carbonio sono stati isolati 5 ceppi di batteri Gram-positivi tra i fenotipi maggiormente rappresentati sulle piastre di isolamento. La caratterizzazione fenotipica e tassonomico-molecolare ha permesso di identificare i ceppi come appartenenti all’ordine Actinomycetales e in particolare ai generi Nocardia (ceppo SoB), Gordonia (ceppi SoCg e SoCp) e Rhodococcus (ceppi SoD e SoF). La capacità di degradare gli idrocarburi alifatici da parte di ceppi filogeneticamente vicini a questi isolati è stata attribuita alla presenza di geni alkB che codificano alcano-monoossigenasi di membrana coinvolte nell’ossidazione degli alcani. Lo studio in cromatografia in spettrometria di massa (GC-MS) delle miscele di idrocarburi degradati da ciascun ceppo batterico è stato condotto su suoli standard con differenti caratteristiche chimico-fisiche (tessitura da sabbiosa ad argillosa; 5,2 ≤ pH ≤ 7; 1 ≤ sostanza organica % ≤ 2,4), utilizzando miscele di gasolio con differenti punti di ebollizione 100-140 C° e 150-190 C° sui quali su cui sono stati inoculati i ceppi Gordonia sp. SoCg e una miscela dei 5 isolati. I risultati hanno evidenziato la presenza dei geni alkB in tutti i ceppi isolati, una buona capacità degradativa compresa tra il 98-50 % significativamente differente per i suoli oggetto di studio. Nonostante gli attinomiceti non siano tra gli ordini dominanti negli ambienti contaminati da idrocarburi, è ipotizzabile un loro ruolo chiave in condizioni ambientali specifiche quali quelle dei climi mediterranei soggetti a contaminazione da idrocarburi derivanti da attività umane interconnesse al settore petrolchimico.