Breve descrizione
Nel laboratorio HydroChem, presso la sede di Messina, si eseguono analisi chimiche per la caratterizzazione dei corpi idrici marini (costieri e pelagici) e lacustri, fornendo supporto tecnico-scientifico allo studio dei cicli biogeochimici e dei processi ecologici anche in relazione all’acidificazione marina, così come agli studi sulle biomasse microbiche condotte nel Laboratorio di Microscopia. In particolare, vengono eseguite analisi di ossigeno, salinità, pH, nutrienti (azoto e fosforo) e carbonio organico particellato. Nell’ambito dell’attività monitoraggio ambientale, diversi prototipi di analizzatori di nutrienti sono stati sperimentati sia su piattaforma fissa che su battello, in siti pristini o soggetti a inquinamento antropico.

Matrici di interesse
Le matrici analizzate sono in massima parte riconducibili all’idrosfera (acque marine e lacustri, brine).

Strumentazione
Il laboratorio è fornito di strumentazione di base per la chimica ambientale [spettrofotometro, spettrofluorimetro, luminometro, buretta digitale per titolazione ossigeno, centrifuga, salinometro, analizzatori automatici per nutrienti (ammoniaca, nitriti, nitrati e ortofosfati), cappe ad estrazione, pompe da vuoto, setti filtrazione, agitatore magnetico, pHmetro].
Per informazioni: Dott. Filippo Azzaro – filippo.azzaro AT cnr.it

Breve descrizione
Le attività sperimentali svolte nel laboratorio EcoBiM, presso la sede di Messina, riguardano lo studio ecologico e biotecnologico dei microrganismi, in particolare procarioti, che popolano gli habitat polari marini e terrestri. Vengono approfonditi aspetti ecologici quali la diversità dei microrganismi, la loro risposta a condizioni di stress ambientale (derivanti da forzanti naturali o antropiche, quali cambiamento climatico e contaminazione chimica), le implicazioni astrobiologiche della vita in ambienti estremi, l’evoluzione e l’adattamento in ambienti polari. Il laboratorio svolge, inoltre, analisi rivolte alla valutazione delle capacità metaboliche e potenzialità biotecnologiche di microrganismi cold-adapted, ricercando biomolecole con applicazioni industriali e batteri in grado di rimuovere sostanze inquinanti a bassa temperatura in una visione di biorisanamento.

Matrici di interesse
Le matrici analizzate sono in massima parte riconducibili all’idrosfera (acque marine, fluviali e lacustri, brine) ed alla criosfera (permafrost, neve, ghiaccio marino e continentale, brine intrapermafrost), ma sono oggetto di studio anche i suoli ed i sedimenti. Particolare interesse riveste, inoltre, lo studio delle interazioni tra microorganismi e superfici biotiche (ad esempio, organismi pelagici e bentonici) ed abiotiche (come comunità microbiche colonizzanti materiali polimerici, indicate con il termine di plastisfera).

Tecniche di studio
Per la caratterizzazione microbiologica di ambienti estremi, analogamente alle procedure analitiche comunemente applicate per lo studio di aree temperate, si fa ricorso a metodi dipendenti (colturali) ed indipendenti (biomolecolari e biochimici) dalla coltivazione, tra cui:
- isolamento e mantenimento in coltura pura di ceppi batterici;
- tipizzazione fenotipica (caratteristiche fisiologiche, biochimiche e morfologiche) e genotipica (analisi delle sequenze di 16S rRNA e ricerca di geni funzionali) di batteri coltivabili;
- screening colturali per la ricerca di biomolecole utili (tra cui antibiotici, esopolisaccaridi, biosurfattanti);
- valutazione delle capacità metaboliche della comunità microbica attraverso saggi miniaturizzati;
- ibridazione in situ con sonde oligonucleotidiche (CARD-FISH) per caratterizzazione di comunità microbiche;
- estrazione di DNA e RNA ambientale per studi di metagenomica e metatrascrittomica;
- allestimento di microcosmi arricchiti con contaminanti organici ed inorganici e test di degradazione.

Strumentazione
Il laboratorio è fornito di strumentazione di base per la microbiologia ambientale ed applicata (cappa a flusso laminare, autoclave, incubatori e bagni termostatati, centrifughe, apparati di filtrazione, sonicatori, spettrofotometri, fluorimetri) e di attrezzature per la biologia molecolare (termociclatore e apparecchi per elettroforesi).
Per informazioni: Dott.ssa Angelina Lo Giudice - angelina.logiudice AT cnr.it

Breve descrizione
Le attività sperimentali svolte presso il laboratorio MAMB della sede di Messina sono rivolte allo studio ecologico dei microorganismi applicando metodi specifici per la determinazione della abbondanza e biomassa dei procarioti (Batteri e Archea) e del fitoplancton, nonché per la descrizione morfometrica e morfologica a livello cellulare. La valutazione di tali caratteristiche fenotipiche fornisce un differente approccio all’analisi della struttura dell’ecosistema e permette di valutare l’eterogeneità delle popolazioni naturali. Variazioni di taglia, forma e morfologia cellulare sono considerati indicatori sensibili dei cambiamenti trofici e climatici negli ecosistemi. Il laboratorio svolge inoltre analisi per la quantificazione delle cellule vitali (Live/Dead) e respiranti (CTC+) utilizzando specifici biomarker microbici. Le attività del laboratorio vengono svolte anche a supporto dei Laboratori EcoBiM e BiogeM.

Matrici di interesse
Le matrici analizzate sono in massima parte riconducibili all’idrosfera (acque marine, fluviali e lacustri, brine), a suolo, sedimenti, al biofilm, alla criosfera (permafrost, neve, ghiaccio marino e continentale, brine intrapermafrost) e ad organismi acquatici.

Tecniche di studio
Tecniche microscopiche in epifluorescenza ed analisi d’immagine per la:
- determinazione della biomassa dei procarioti mediante conteggio e analisi morfometrica e morfologica delle cellule utilizzando filtri selettivi per il DAPI (4',6-diamidin-2-fenilindolo);
- determinazione delle cellule dotate di fluorescenza primaria utilizzando filtri selettivi specifici;
- quantificazione delle cellule dotate di attività respiratoria (5-Cyano-2,3-ditolyl-tetrazolium chloride- CTC), utilizzando filtri selettivi per la rodamina;
- quantificazione delle cellule vitali con membrane integre (Live/Dead) utilizzando filtri selettivi per la fluoresceina e rodamina;
- identificazione di cellule batteriche target mediante tecniche di immunofluorescenza (anticorpi fluoresceinati);
- stima dell’abbondanza relativa di gruppi filogenetici microbici mediante CARD-FISH (catalyzed reporter deposition-fluorescence in situ hybridization). 

Strumentazione
- Microscopio ad epifluorescenza Zeiss AXIOPLAN 2 Imaging equipaggiato con videocamera digitale AXIOCAMHR (Zeiss) e software AXIOVISION 3.1. Caratteristiche tecniche. Lampada a vapori di mercurio ad alta pressione (100 W); obiettivo ad immersione 100XPlan-Neofluar; oculari da 10 X di cui uno dotato di reticolo quadrettato; set di filtri ottici interscambiabili e appropriati per:
DAPI: eccitazione G365, ripartitore cromatico FT395 e filtro di sbarramento LP420;
Fluorescenza primaria: BP450-490/FT510/LP515;
Rodamina: BP546/12; FT580; LP590;
Fluoresceina: BP450-490; FT510; LP520.
Per informazioni: Dott.ssa Giovanna Maimone – giovanna.maimone AT cnr.it - CNR-ISP Sede di Messina

Breve descrizione
Le attività di ricerca condotte nel laboratorio BiogeM presso la sede di Messina sono finalizzate allo studio dei processi biologici marini e terrestri che modulano e influenzano le caratteristiche chimiche dell’ambiente polare e i relativi cicli di materia ed energia, anche in relazione ai cambiamenti climatici. Particolare attenzione è rivolta alla valutazione del ruolo dei microorganismi nel ciclo globale del carbonio e nei cicli biogeochimici dei nutrienti (azoto, fosforo) di ambienti marini e lacustri, attraverso lo studio dei processi sia produttivi che degradativi. Tra questi, le attività coinvolte nella decomposizione dei polimeri organici, tramite attività enzimatiche microbiche, ed i processi di mineralizzazione attraverso la respirazione microbica. I processi biogeochimici mediati dalla componente microbica sono oggetto di studio anche nell’ambito della criosfera per comprendere il significato ecologico dei microbi nel permafrost, e la loro capacità di mantenere un metabolismo attivo in condizioni di vita estreme. Insieme ai processi microbici legati alla pompa biologica ed alla decomposizione della materia organica, vengono determinati anche una serie di parametri biogeochimici indiretti connessi alla biomassa fitoplanctonica e batterica (Clorofilla, ATP, lipopolisaccaridi-LPS).

Matrici di interesse
Le matrici analizzate sono in massima parte riconducibili all’idrosfera (acque marine, fluviali e lacustri, brine), a suolo, sedimenti, al biofilm, alla criosfera (permafrost, neve, ghiaccio marino e continentale, brine intrapermafrost) e ad organismi acquatici.

Tecniche di studio
Presso il laboratorio BiogeM vengono effettuate misure per la determinazione dei seguenti parametri:
- Produzione primaria fitoplanctonica;
- Attività respiratoria microbica (O₂ consumato; CO₂ prodotta) (tramite saggio ETS);
- Attività enzimatiche microbiche (leucin aminopeptidasi, beta-glucosidasi e fosfatasi alcalina) (mediante substrati fluorogenici);
- Produzione batterica eterotrofica;
- Contenuto in Clorofilla-a totale e frazionata (pico-, nano- e micro-fitoplanctonica), feopigmenti;
- ATP microbico nelle frazioni pico-, nano e microplanctoniche;
- Analisi quantitativa dei lipopolisaccaridi (LPS) mediante il test cromogenico LAL.

Strumentazione
Spettrofluorimetro, Luminometro, fluorimetro, spettrofotometro corredato di lettore di fluorescenza su piastre a 96 pozzetti, incubatore, autoclave, bilancia, omogenizzatore, sistemi di filtrazione, centrifuga refrigerata.
Per informazioni: Dott.ssa Gabriella Caruso – gabriella.caruso AT cnr.it - CNR-ISP Sede di Messina