Articolazione Regionale - cnr.itcnr.it/sitocnr/UPO/artreg2009/sardegna09.pdf · dcspi...

DCSPI Programmazione Operativa

Articolazione

Regionale delle attività del CNR

2009

Consiglio Nazionale delle Ricerche

DCSPI Programmazione Operativa

REGIONE

SARDEGNA Istituti esecutori di attività svolte nella Regione Sardegna:

AMBIENTE MARINO COSTIERO (SEDE DI ORISTANO)

BIOMETEOROLOGIA (SEDE DI SASSARI)

CHIMICA BIOMOLECOLARE (SEDE DI SASSARI)

GENETICA DELLE POPOLAZIONI (SEDE PRINCIPALE ISTITUTO)

GEOLOGIA AMBIENTALE E GEOINGEGNERIA (SEDE DI CAGLIARI)

NEUROGENETICA E NEUROFARMACOLOGIA (SEDE PRINCIPALE ISTITUTO)

NEUROSCIENZE (SEDE DI CAGLIARI)

SCIENZE DELLE PRODUZIONI ALIMENTARI (SEDE DI SASSARI)

SISTEMA PRODUZIONE ANIMALE IN AMBIENTE MEDITERRANEO (SEDE DI SASSARI)

STORIA DELL' EUROPA MEDITERRANEA (SEDE PRINCIPALE ISTITUTO)

STUDIO DEGLI ECOSISTEMI (SEDE DI SASSARI)

TECNOLOGIE BIOMEDICHE (SEDE DI CAGLIARI)

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA DELLA MATERIA (LR SLACS - SL)

DCSPI Articolazione regionale delle Attività 2009 Programmazione Operativa Regione Sardegna


Provincia di Cagliari


Metodi recupero, tecniche di scavo e valorizzazione delle risorse ambientali Dati generali

Progetto: Controllo dell'inquinamento e recupero ambientale Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di geologia ambientale e geoingegneria Sede principale svolgimento: Sede di Cagliari Dip. di prevista afferenza: Terra e Ambiente Responsabile indicato: MICHELE AGUS Temi

Tematiche di ricerca La commessa si propone lo sviluppo di tecnologie per la valorizzazione delle risorse ambientali e per il recupero di sottoprodotti derivati da attività antropiche. È indirizzata alla definizione delle proprietà chimico-fisiche di materiali geologici, in modo da proporne l’utilizzo anche in settori non tradizionali, e delle caratteristiche geo-strutturali dei siti oggetto di studio, allo sviluppo di tecniche di scavo e/o coltivazione e trattamento dei minerali che riducano al minimo le modificazioni strutturali e la produzione di scarti. Particolare interesse viene rivolto allo sviluppo di tecniche che consentano il riutilizzo o confinamento degli scarti di lavorazione. Inoltre, per aumentare la quantità e la tipologia di rifiuti smaltiti tramite incenerimento verranno studiate le possibilità offerte da tipologie di impianti, quali quelli per la produzione dell’argilla espansa e del cemento. Saranno valutate le condizioni operative per l’ottimazione dei processi di combustione, le tecnologie attualmente presenti ai fini della minimizzazione dell’emissione degli inquinanti, l’uso di sistemi di monitoraggio avanzati e l’impatto ambientale derivante da tali processi di smaltimento.

Stato dell'arte La maggior consapevolezza degli effetti dannosi conseguenti all’inquinamento dei suoli, dell’aria e delle acque e la maggior sensibilità sociale al riguardo, hanno modificato gli orientamenti nei confronti dell’ambiente. Conseguentemente il recupero di aree industriali dismesse, l’apertura di nuove attività e la protezione delle aree circostanti è soggetta a più severe disposizioni di legge. I problemi dell’industria, e dell’industria estrattiva in particolare, di competizione per l’uso del territorio con altre attività richiedono l’adeguamento e/o lo sviluppo di processi, metodologie e tecnologie capaci sia di rispondere alle esigenze di mercato sia di limitare l’impatto ambientale. La valutazione delle condizioni statiche degli scavi in roccia necessita di conoscenze sulle caratteristiche fisico’meccaniche e strutturali delle rocce interessate e delle condizioni di sforzo preesistenti nella massa rocciosa. Di grande attualità è la ricerca sulle rocce ‘deboli’ e sul danneggiamento prodotto all’intorno degli scavi dai metodi di abbattimento. In tali ambiti l’acquisizione di dati sperimentali costituisce la base conoscitiva per lo sviluppo e la taratura di modelli previsionali.


Azioni

Attività da svolgere Prosecuzione di alcune ricerche impostate negli anni precedenti. In particolare si procederà alla ricerca di un partner industriale per la stipula di un contratto di sfruttamento del brevetto sull'applicazione dei getti pulsanti alla finitura superficiale dei lapidei. Nel 2008 sono state acquisite, grazie a fondi esterni, le strumentazioni ed i "software" necessari per lo sviluppo delle ricerche sulle tecniche di rilievo topografico e aerofotogrammetrico; ricerche che hanno come obiettivo quello di combinare tecniche di rilievo topografico e fotogrammetrico per la ricostruzione di modelli 3d. La scelta della strumentazione topografica e dei "software" di elaborazione e restituzione dati derivano dalla esperienza maturata dal CNR nel settore relativo alle tecniche di valutazione di impatto visivo. Anche in tale settore si prevede la stipula di contratti di ricerca con i vari enti operanti nel settore dell'ambiente. Sviluppo di metodi di separazione elettrica finalizzati alla separazione quarzo-feldspato. Studi relativi all'utilizzo di "red mud", rifiuti del trattamento della bauxite per la produzione di alluminio mediante processo Bayer, e di altri materiali nel settore ambientale per l'inertizzazione di rifiuti contenenti metalli pesanti e nella costruzione di filtri e barriere attive. Applicazione di tecniche di trattamento mineralurgico finalizzate al recupero di specie utili da scarti di lavorazione. Recupero di Y e Zn da fosfori provenienti dal trattamento di tubi catodici dimessi per mezzo di processi idrometallurgici innovativi "zero-waste". Recupero metallico (Zn, Mn) da scarti dell'industria elettronica attraverso tecnologie idrometallurgiche. Valorizzazione di depositi di rame albanesi. Prosecuzione degli studi relativi all'applicazione di tecnologie elettrochimiche per il recupero di Zn e Mn da pile scariche. Gallerie e scavi sotterranei: analisi di tecniche di stabilizzazione e rinforzo in galleria e in scavi sotterranei. Comparazioni tra tecniche per lo scavo di gallerie;analisi statiche di vuoti sotterranei per uso civile e per l'attività estrattiva. Tecniche e criteri di abbattimento controllato per la qualità del risultato e la sicurezza negli scavi a giorno e in sotterraneo, nonché in prossimità di strutture sensibili/delicate. Lapidei ornamentali:caratterizzazione e qualificazione di lapidei ornamentali. Demolizione e riciclaggio,analisi LCA:tecnologie e criteri per la progettazione operativa ed il controllo di interventi di demolizione di strutture civili o industriali a vantaggio dell'ambiente e tecniche di riciclaggio dei rifiuti da costruzione demolizione per il recupero/ricostituzione di materiali da costruzione. Studio del ciclo di vita della schiuma di vetro da rifiuti vetrosi e applicazione della metodologia LCA alla progettazione con criteri di sostenibilit à energetico ambientali di edifici a basso consumo energetico. Analisi energetico ambientale con metodologia LCA ed analisi economica dei sistemi integrati di gestione dei rifiuti soli urbani nella provincia di Torino. Modelli ibridi LCA-GIS per la gestione dei rifiuti speciali da costruzione e demolizione nella provincia di Torino. Sicurezza e igiene dei lavori e sicurezza negli ambienti di lavoro e negli spazi sotterranei: prevenzione per la sicurezza tramite idonea progettazione; criteri, modalit à e "case histories" (cave, gallerie, cantieri). Linee guida per le lavorazioni nei cantieri in roccia contenente amianto, quarzo e minerali / gas radioattivi. Significativit à statistica dei dati su eventi incidentali e loro utilizzo a fini di prevenzione proattiva. Simulazione 3D di scenari lavorativi, quale supporto alla sicurezza delle lavorazioni. Rilevamento e prevenzione nelle lavorazioni in presenza di quarzo. Ventilazione di sotterranei con motori diesel. Ventilazione in galleria: progettazione ed analisi di affidabilità e disponibilità in condizioni normali e di emergenza. Emissioni da cantieri di galleria e loro controllo attraverso progettazione dei sistemi di ventilazione e degli abbattitori. Messa a punto del sistema automatizzato per la purificazione di diossine, IPA e PCB mediante l'impiego della cromatografia basata sulla "gel permeation". Pianificazione della sperimentazione per la valutazione dell'efficienza di abbattimento dei microinquinanti organici mediante l'impiego dei materiali di scarto della lavorazione del tufo nelle acciaierie. Pianificazione delle campagne di misura in funzione delle condizioni di impianto e di alimentazione delle materie prime e di scarto Nell'ambito del progetto POPs si sta valutando la possibilità di estendere ad altri POPs la metodica europea EN1948, attualmente prevista per l'analisi di diossine e PCB.


Punti critici e azioni da svolgere I punti critici per il proseguimento delle attività di ricerca nelle diverse Sedi dell'IGAG rimangono,a tutt'oggi, quelli già riscontrati nel corso del 2008. In particolare: Sede di Roma: la carenza di personale specializzato nell'utilizzo di apparecchiature analitiche a raggi X (in particolare diffrattometro) non consente uno sviluppo adeguato e speditivo delle ricerche. Per ovviare a tale carenza sono in corso delle collaborazioni sempre più strette con il dipartimento di Scienze della Terra dell'Università "La Sapienza" di Roma ed in particolare con il Prof. P. Ballirano. Nelle ricerche sull'applicazione di tecnologie elettrochimiche per il recupero di Zn e Mn da pile scariche e sul recupero di vanadio a nickel da reflui industriali esistono difficoltà nel reperimento della materia prima, che implica la necessità di preventivi accordi con i centri di raccolta di pile scariche e catalizzatori esausti. Sede di Cagliari: punti critici fondamentali sono rappresentati dalla carenza di personale tecnico e ricercatore da impiegare nei settori dell'ingegneria degli scavi, del recupero ambientale e della valorizzazione delle materie prime e seconde e dalla mancanza di fondi per l'acquisto di nuove apparecchiature che dovrebbero sostituire alcune di quelle ormai obsolete e non più utilizzabili se non con onerosi interventi di manutenzione. Si fa presente che, negli ultimi cinque anni, sono andate in pensione ben quattro unità di personale senza alcun rimpiazzo. Tra le quattro unità di personale tecnico presenti in organico a Cagliari, una, sottoinquadrata (titolo di laurea in Ingegneria), aspetta ormai da anni un concorso che le consenta di accedere al ruolo di Tecnologo o di Ricercatore. Sede di Torino: cronica, quasi ventennale, mancanza di personale strutturato per la ricerca e per i laboratori, da affiancare al ridottissimo personale attualmente in servizio (2 ricercatori, 2 tecnici) caratterizzato da età media assai elevata (61 anni). Mancanza di finanziamenti essenziali per il mantenimento dei laboratori, a livello anche minimale, (al momento tutte le attrezzature sono prive di contratti di manutenzione), nonché indispensabili per adempimenti di sicurezza sulle attrezzature. Impossibilità di finanziare, benché in misura modestissima, ricerche sviluppate dagli Associati dell'Università. Totale dipendenza delle attività da incarichi connessi a contratti attribuiti alla struttura da terzi (imprese estrattive, ditte) che hanno sinora rappresentato l'unico modo per l'approvvigionamento finanziario della struttura (soprattutto per fornire qualche assegno di ricerca a giovani laureati e per interventi sulle attrezzature di laboratorio nei casi di guasto); tuttavia la reperibilità di questa risorsa è per sua natura incerta nel tempo e nel gettito. Ciò implica l'impossibilità di definire e conseguire obiettivi di ricerca programmati e, al meglio, il risultato scientifico - tecnico si riduce a coprodotto del lavoro svolto per l'attuazione dei contratti. Per quanto riguarda le attività del Modulo "Tecnologie e procedure per lo smaltimento dei rifiuti e contenimento dell'inquinamento" (IIA) si segnala che,trattandosi di ricerche per lo più di tipo interdisciplinare,occorre poter contare su personale specializzato nel ramo degli impianti chimici, della merceologia, della chimica analitica e della giurisprudenza. Per sopperire alla scarsità di personale che si ha a disposizione si cercherà di sviluppare delle collaborazioni con le università Italiane e/o estere per acquisire collaborazioni scientifiche al progetto e personale di ricerca e/o tecnico come borsisti o dottorandi di ricerca. Inoltre per svolgere le campagne di misura si devono sostenere elevati costi di gestione per la strumentazione da campo, di laboratorio e soprattutto per la manutenzione di uno spettrometro di massa ad alta risoluzione, fondamentale per la buona riuscita del progetto. Si cercherà, quindi, di aumentare le entrate attraverso attività di servizio alle imprese, proprio pubblicizzando la presenza nei nostri laboratori dello spettrometro ad alta risoluzione idoneo ad analizzare microinquinanti organici e composti organici in genere.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine

Strumentazione

Tecniche di indagine

Tecnologie

Collaborazioni (partner e committenti) Maffei Sarda srl ‘ Cagliari; Progemisa SpA - Cagliari; DIGITA, Univ. Cagliari; Tecnologic Granit srl- Olbia; Centro Regionale Agrario Sperimentale ‘ Cagliari; Sardinia Gold Mining SpA ‘ Furtei(Ca); Consorzio Collegamenti Integrati Veloci - COCIV, Genova; Azienda Sanitaria Locale (ASL1, MS); Astaldi S.p.A., Cantiere di Gimigliano (CZ); Dip. Scienze della Terra, Univ. Federico II ‘ Napoli; CINIGEO, Roma; ITALKALI SpA - Palermo; ENEL Produzione SpA Ambiente - Brindisi; ENI Tecnologie SpA - Milano; Associazione AITEC, Roma; Univ. di Roma ‘la Sapienzà; Univ. Trieste; Univ. Aquila; Ecometal srl, Brescia; Comune di Carrara, Italia; Consorzio Graniti e Marmi Sardegna; CONTARP ‘ INAIL, Italia; Politecnico di Torino; Austrian Research Centers di Seibersdorf, Vienna, Austria; Moscow State Inst. Steel and Alloys, Mosca, Russia; Inst. of Microbiology della National Academy of Sciences of Armenia, Yerevan, Armenia; Dumansky Inst.- National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, Ucraina; Inst. of Technology and Mineral Processing, Tirana, Albania; Univ. Tecnica, Kosice, Slovacchia; Inst. fur Werkstoffkunde ‘ Univ. Hannover, Germania; Inst. GEONICS Academy of Sciences, Ostrava, Repubblica Ceca.


Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Sede di Torino: su richiesta, sono state prodotte offerte particolarmente a ditte operanti nel settore estrattivo per attività di cava a cielo aperto e in sotterraneo, ma, al momento, nessuna proposta si è concretata e, con la criticità della presente situazione recessiva, le possibilità che qualche proposta si concretizzi paiono del tutto incerte. Sede di Cagliari: ricerca di un partner industriale per la stipula di un contratto di sfruttamento del brevetto sull'applicazione dei getti pulsanti alla finitura superficiale dei lapidei. Verranno pubblicizzati gli studi in corso e proposte collaborazioni, attraverso la stipula di Convenzioni e Contratti di Ricerca, con Enti Pubblici e Privati. Sede di Roma: le principali iniziative intraprese per l'acquisizione di entrate esterne, a supporto delle attività previste, sono le seguenti: attivazione di collaborazione con il Centro Interuniversitario Hi-tech Recycling; attivazione di programma di risanamento ambientale di aree contaminate albanesi, con finanziamento da parte di un consorzio di società italiane afferenti al Gruppo MAIO; Attivazione di collaborazione con Società EMALS per la valorizzazione di georisorse contenenti litio. Nell'ambito delle attività del modulo "Tecnologie e procedure per lo smaltimento dei rifiuti e contenimento dell'inquinamento" (IIA) sarà necessario effettuare campagne di misura e acquisizione di dati provenienti da impianti industriali. Si sta cercando di collaborare con primarie aziende per svolgere attività di certificazione delle emissioni in modo da ottenere sia risorse economiche che conoscenze scientifiche. Si sta cercando di ottenere dei finanziamenti da aziende che producono e commercializzano strumentazioni basate sulla "gel permeation".

Finalità

Obiettivi Definizione delle proprietà chimico fisiche e tecnologiche di materiali geologici e loro potenziale utilizzo; messa a punto e ottimazione di metodi e tecnologie tradizionali e innovative di scavo e taglio delle rocce; studi di stabilità degli scavi; messa a punto di sistemi di monitoraggio in tempo reale; messa a punto di criteri di qualificazione e certificazione dei lapidei; recupero di aree degradate; valorizzazione di minerali metalliferi, industriali ed energetici; studio di base dei fenomeni di superficie nelle operazioni di flottazione e flocculazione; sviluppo di tecnologie innovative nel campo della separazione elettrostatica e della flottazione; valorizzazione di scarti di lavorazione per la limitazione dell’impatto ambientale; sviluppo di metodologie di immobilizzazione degli inquinanti utilizzando anche materiali di scarto di operazioni

industriali; innovazione di particolari processi industriali per il recupero e smaltimento dei rifiuti e degli scarti industriali; innovazione tecnologica e metodologica per il campionamento e il monitoraggio delle emissioni derivanti dalla

lavorazione dei rifiuti e degli scarti industriali.

Risultati attesi nell'anno Sintesi e definizione delle strutture cristallografiche della serie completa dei solfati doppi di potassio appartenenti alla serie di Tutton mediante diffrattometra a raggi X di polveri e a cristallo singolo. Analisi dell'influenza dei metalli, in particolare Mn e Cr, presenti nella struttura cristallochimica sulle dimensioni delle celle elementari. Verranno pubblicizzati gli studi in corso e proposte collaborazioni, attraverso la stipula di Convenzioni o Contratti di Ricerca, con Enti Pubblici e Privati. Pubblicazione su riviste e su atti congressi nazionali ed internazionali dei risultati ottenuti nelle ricerche riguardanti: taglio e scavo delle rocce, caratterizzazione e qualificazione di lapidei ornamentali, analisi di stabilità delle masse rocciose con particolare riferimento alla realizzazione di gallerie e scavi sotterranei, decontaminazione dei suoli, difesa ambientale e sicurezza ed igiene negli ambienti di lavoro e negli spazi sotterranei. Fattori di emissione per alcuni processi industriali. Pubblicazioni tecniche sulla gestione di impianti industriali. Sviluppo di metodiche analitiche di "screening" per l'analisi di microinquinanti organici mediante metodi di "clean-up" automatici e di determinazione mediante spettrometria di massa/massa in confronto a tecniche che impiegano metodi manuali o semiautomatici e la spettrometria di massa ad alta risoluzione.

Potenziale impiego - per processi produttivi Le attività del modulo sono finalizzate:- all’utilizzo di materiali geologici in settori industriali diversificati e/o per la cattura selettiva di sostanze inquinanti o tossiche;- al miglioramento, messa a punto e ottimazione di metodi e tecnologie tradizionali e innovative di scavo e taglio delle rocce; in particolare: alla progettazione e realizzazione di macchine di scavo con applicazione di tecnologia combinata waterjet-utensili meccanici, della tecnologia del filo diamantato e all’integrazione dell’impiego delle macchine di taglio waterjet tradizionali con lo sviluppo dei processi di finitura superficiale di lapidei ornamentali;- allo sviluppo di procedure e sistemi di controllo della stabilità degli scavi e di strutture minerarie dismesse;- alla riduzione dei costi dei trasduttori per il monitoraggio effettuato nelle ricerche in ambito geoingegneristico, per favorire la maggiore diffusione dei controlli sperimentali e per migliorare l’affidabilità della progettazione;- alla valorizzazione di minerali metalliferi, industriali ed energetici mediante


tecniche fisiche, chimiche e chimico/fisiche, anche mediante lo sviluppo di tecnologie (macchine, processi) innovative. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Le attività del modulo possono trovare utile applicazione anche nella soluzione di problemi posti da bisogni individuali di singoli imprenditori, di Enti Pubblici o di Controllo e da Amministrazioni dello Stato. In particolare sono finalizzate:- al miglioramento delle procedure di misura dei parametri critici nella sicurezza del lavoro e alla costituzione di banche dati per la valutazione dell’esposizione a priori ed a posteriori;- alla quantificazione oggettiva dei parametri di impatto ambientale nel caso di coltivazioni a cielo aperto;- al recupero o inertizzazione o confinamento di rifiuti e scarti industriali ai fini della limitazione dell’impatto ambientale;- allo sviluppo di metodologie di immobilizzazione degli inquinanti utilizzando anche materiali di scarto derivanti da altre operazioni industriali, con lo scopo di trovare a questi un utile reimpiego;- all’ottimazione dei processi di combustione e delle tecnologie attualmente presenti ai fini della minimizzazione dell’emissione degli inquinanti e all’uso di sistemi di monitoraggio avanzati. Moduli

Modulo: Trattamento dei materiali geologici; tecniche e sicurezza degli scavi; recupero dei materiali di scarto

Istituto esecutore: Istituto di geologia ambientale e geoingegneria Luogo di svolgimento attività: Sede di Cagliari

Modulo: Tecnologie e procedure per lo smaltimento dei rifiuti e contenimento dell'inquinamento

Istituto esecutore: Istituto per lo studio dell'inquinamento atmosferico Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


Neurobiologia delle dipendenze Dati generali

Progetto: Neuroscienze: basi molecolari ed applicazioni chimiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di neuroscienze Sede principale svolgimento: Sede di Cagliari Dip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: GIAN LUIGI GESSA Temi

Tematiche di ricerca La presente Commessa è focalizzata sullo studio delle basi molecolari, biochimiche, elettrofisiologiche e comportamentali delle dipendenze da farmaci, con lo scopo ultimo di individuare nuovi trattamenti farmacologici per queste patologie. Le principali tematiche di ricerca sono raggruppabili nei seguenti sottoprogetti: Studio delle basi neurobiologiche della dipendenza da sostanze lecite ed illecite; Studio del ruolo degli steroidi neuroattivi nello sviluppo della dipendenza e tolleranza all'alcol; Valutazione del ruolo degli ormoni steroidei, del recettore GABAA e di alcuni fattori trofici nell'abuso di alcol

nel modello di isolamento sociale (IS); Studio dell'interazione steroidi-recettore GABAA-NPYY1 nell'abuso di alcol; Studio degli effetti di sostanze d'abuso sulla trasmissione DA nel NAc in ratti selezionati geneticamente per la

loro vulnerabilità alle droghe; Studio dell'interazione tra farmaci d'abuso e funzioni erettile e sessuale; Valutazione delle conseguenze dell'uso di cannabinoidi in modelli animali di schizofrenia; Studio dell'influenza della caffeina sui circuiti neuronali coinvolti nelle proprietà di rinforzo e di dipendenza delle

sostanze d'abuso.

Stato dell'arte La dipendenza da sostanze psicotrope costituisce un grave problema di ordine medico, economico e sociale. Nonostante numerose evidenze sperimentali suggeriscono che i fattori genetici svolgono un ruolo di rilievo nella vulnerabilità alle tossicodipendenze, i meccanismi neurobiologici sottostanti l'abuso e la dipendenza sono ancora oggi in gran parte sconosciuti. Esiste tuttavia la consapevolezza che l'individuazione di nuovi presidi terapeutici efficaci nel trattamento delle dipendenze richieda la comprensione dei meccanismi cerebrali che rendono le sostanze d'abuso una tentazione fortissima ed irrefrenabile per molti individui. Azioni

Attività da svolgere Nel corso del 2009 ci proponiamo di: valutare il ruolo del sistema cannabinoide nell'eziopatiogenesi della schizofrenia mediante utilizzo del modello

farmacologico della fenciclidina nel ratto; studiare le variazioni nei livelli centrali di endocannabinoidi in seguito ad assunzione volontaria di agonisti del

recettore cannabinoide CB1; proseguire gli studi sul ruolo del sistema endocannabinoide nella dipendenza da nicotina mediante tecniche

elettrofisiologiche in vivo ed in vitro; approfondire le conoscenze sulle proprietà neuromodulatorie degli agonisti del recettore PPAR-alfa; continuare lo studio in collaborazione sugli effetti dell'acido gamma-idrossibutirrico sul cervello di ratto mediante

tecniche di fMRI; valutare l'effetto dell'assunzione volontaria di alcol sull'espressione di diverse subunità del recettore GABAA nei

ratti socialmente isolati; proseguire lo studio sugli effetti motivazionali dei farmaci d'abuso attraverso l'impiego dei paradigmi

sperimentali della conditioned taste aversion (CTA) e conditioned place preference (CPP) combinate con la tecnica della microdialisi cerebrale;

proseguire lo studio sul meccanismo mediante cui i recettori CB1 inibiscono la risposta erettile. In particolare verrà valutato se esiste una modulazione della trasmissione ossitocinergica centrale;

studiare le modificazioni nel binding del recettore D2 per la dopamina in presenza di un agonista e delle variazioni nella formazione degli eterodimeri A2A/D2 nello striato di ratti trattati sub-cronicamente con caffeina o con veicolo.

Punti critici e azioni da svolgere Il principale punto critico, nello svolgimento e completamento delle attività di ricerca programmate, sarà ancora una volta rappresentato dalla mancanza di sufficienti risorse economiche ed umane. Il completamento del progetto


richiederebbe infatti un adeguato sostegno economico, necessario anche per l'acquisizione di alcune nuove strumentazioni ritenute indispensabili, e l'inserimento di nuovi ricercatori (senior e junior) nell'attuale organico.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine La Commessa si avvale delle competenze altamente specializzate e diversificate del personale CNR e di quello universitario associato. Di conseguenza, grazie anche alla disponibilità di infrastrutture di tre diversi Dipartimenti (Neuroscienze, Biologia sperimentale e Tossicologia) dell'Università di Cagliari, la commessa ha la possibilità di condurre studi multidisciplinari ed integrati.

Strumentazione -Apparecchi stereotassici; -Unità per registrazioni elettrofisiologiche extracellulari in vivo; -Unità per registrazioni elettrofisiologiche in vitro; -Gabbie operanti ("Skinner") di autosomministrazione endovenosa cronica nel ratto mediante "lever-pressing"; -Gabbie operanti ("Skinner") di autosomministrazione endovenosa acuta nel topo mediante "nose-poking"; -Gabbie di inalazione dei vapori di etanolo nel ratto e nel topo; -Apparati sperimentali completi (gabbie ed apposito software) per i test di: open field test, conditioned place preference, elevated plus maze, rotametri, rotarod, stepping, inverted grid e pole test, Vogel test e motility meter, sia nel topo che nel ratto; -Strumentazione per High Performance Liquid Chromatography (HPLC); -Cappa a flusso laminare e cappa chimica; -Spettrofotometro; -Centrifughe; -Camere elettroforetiche; -Essiccatori; -Densitometro (con relativo software per l'analisi delle immagini); -Microscopio confocale (con relativo software per l'analisi delle immagini); -Microscopi a fluorescenza (con relativo software per l'analisi delle immagini); -Criostati; -Vibratomi.

Tecniche di indagine -Tecniche comportamentali per la valutazione di: attività motoria (open field, motility meter, rotarod, stepping, inverted grid e pole test); stereotipie; turning behaviour; analgesia (Tail Flick e Hot Plate); ansia (elevated plus maze, Vogel); memoria di lavoro (object recognition test); -Protocolli di autosomministrazione endovenosa acuta nel topo e cronica nel ratto; -Test di "conditioned place preference"; -Registrazioni elettrofisiologiche, in animali anestetizzati, di singoli neuroni e di popolazioni neuronali appartenenti ai principali circuiti cerebrali; -Registrazioni di whole-cell patch clamp da neuroni DA mesencefalici e GABA ippocampali in fettine di tessuto nervoso di ratto o topo; -Microdialisi cerebrale in vivo; -Colture di cellule primarie; preparazione di plasmidi e relative sonde genetiche per lo studio dell'espressione dei livelli dell'mRNA tramite la tecnica del saggio dell'RNA protetto da RNAsi (RPA); -Studio dell'espressione dei livelli delle proteine tramite la tecnica del Western Blot e dell'immunocitochimica; -Ibridizzazione in situ per la valutazione dell'mRNA di peptidi e recettori.


Tecnologie Per lo svolgimento degli studi previsti dalla commessa vengono utilizzate principalmente, tra le altre metodologie di modellazione e tecnologie: -Modelli animali di dipendenza da sostanze; -Topi knockout per i recettori cannabinoidi CB1; -Topi knockout per una delle subunità del recettore nicotinico; -Topi knockout per il recettore GABAB1 (KO GABAB); -Topi knockout per il recettore Y1Rfb -/-; -Infusione stereotassica di lentivirus in specifiche aree cerebrali; -Linee di ratti selezionati geneticamente (ad es. per la preferenza o avversione all'alcol); -Ceppi di ratti inbred selezionati geneticamente per la loro vulnerabilità alle droghe (ratti Fisher344 e Lewis); -Trattamenti acuti e cronici con specifici agonisti ed antagonisti di diverse classi recettoriali; -In collaborazione con il Dr. Elliot Stein (Neuroimaging Research Branch, National Institute on Drug Abuse-NIH, Baltimore, USA), sono in corso esperimenti di risonanza magnetica funzionale per immagini (fMRI) nei ratti.

Collaborazioni (partner e committenti) Oltre alla stabile e proficua collaborazione con vari Dipartimenti delle Facoltà di Medicina e Chirurgia, Biologia e Farmacia dell'Università di Cagliari, sono in corso collaborazioni con alcune Università ed Enti di ricerca nazionali ed internazionali, nonché con diverse aziende farmaceutiche. -Dipartimento di Anatomia, Farmacologia e Medicina Legale e Centro Rita Levi Montalcini, Univ. di Torino (Prof.ssa C. Eva); -Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale (DBSF), Univ.dell'Insubria(VA)(Prof.ssa D. Parolaro); -Dipartimento di Farmacologia, Chemioterapia e Tossicologia, Univ. di Milano (Dott.ssa M. Sala); -Dipartimento di Neuroscienze, Univ. di Padova (Prof. G. Perini); -Dipartimento Farmaco-Chimico, Facoltà di Farmacia, Univ. di Bari (Prof. G. Trapani); -Istituto di Cibernetica CNR, Napoli (Dott. P. Pierobon); -Dipartimento di Anatomia, Farmacologia e Medicina Forense, Univ.di Torino (Prof. M. Sassoè-Pognetto); -Istituto di Chimica Biomolecolare CNR, Pozzuoli (NA) (Dott.ssa T. Bisogno); -Dept. of Obstetrics and Gynecology, David Geffen School of Medicine, UCLA, Los Angeles, USA (Prof. A.J. Rapkin); -Dept. of Neurosciences, University of New Mexico, Health Sciences Center, Albuquerque, USA (Prof. F. Valenzuela); -Dept. of Psychiatry, Bowles Center for Alcohol Studies, University of North Carolina School of Medicine, Chappel Hill, USA (Prof. A.L. Morrow); -Integrative Neuroscience Iniziative on Alcoholism (INIA-NIH), USA; -Istitut Pasteur de Paris, Unite Recepteurs et Cognition, CNRS, France (Prof. J.P. Changeux; Dr. U. Maskos); -Behavioral Research Branch, NIDA-NIH, Baltimore, USA (Dr. S. Goldberg); -Neuroimaging Research Branch, NIDA-NIH, Baltimore, USA (Dr. E.A. Stein); -Grupo de Neurobiologia Molecular (NBM), Dep. de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad de BiologíaBarcelona (Prof. R. Franco). -Glaxosmithkline S.p.A., Italia; -Astra Zeneca, Italia; -Wyeth lederle S.p.A., Italia; -Philip Morris Ext. Res. Program,USA

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate


Finalità

Obiettivi Valutazione del ruolo del sistema endoCB nella dipendenza da nicotina e alcol; Caratterizzazione del ruolo delle diverse subunità del nAChR nella dipendenza da nicotina; Studio delle interazioni funzionali tra vari sistemi di neurotrasmissione (es. endoCB-oppioide, endoCB-

colinergico, GABA-neurosteroidi, GABA-NPY) nella modulazione del comportamento d'abuso; Studio dei meccanismi neurobiologici alla base della comorbidità fra abuso di sostanze e malattie psichiatriche; Caratterizzazione degli effetti modulatori dei cannabinodi sull'attività neuronale e sulla trasmissione sinaptica in

specifiche aree cerebrali; Studio delle conseguenze a lungo termine dell'assunzione di derivati della Cannabis e alcol durante l'adolescenza; Identificazione dei siti cerebrali su cui agiscono i farmaci d'abuso per modulare la funzione sessuale e

caratterizzazione del meccanismo d'azione; Studio degli effetti della sensibilizzazione motoria indotta dalla caffeina sull'attività neuronale dei gangli della

base; Caratterizzazione delle differenze neurobiologiche responsabili della diversa vulnerabilità alle droghe di due linee

di ratti (Fischer344 e Lewis).

Risultati attesi nell'anno Nel corso del 2009 ci aspettiamo di: individuare l'effetto di una somministrazione cronica volontaria di cannabinoidi sui sintomi positivi (es.

ipermotilità) e negativi (es. deficit mnemonici e cognitivi) della schizofrenia; scoprire possibili variazioni nei livelli di anandamide o 2-arachidonil-glicerolo in specifiche aree cerebrali in

seguito ad autosomministrazione cronica di cannabinoidi; delucidare il meccanismo alla base della modulazione negativa del recettore nicotinico neuronale ad opera degli

agonisti PPAR-alfa ed ampliare le conoscenze sulle loro proprietà neuromodulatorie; evidenziare possibili cambiamenti nel volume ematico cerebrale in seguito alla somministrazione di dosi

clinicamente rilevanti di acido gamma-idrossibutirrico; dimostrare che l'assunzione volontaria di alcol durante l'isolamento sociale è in grado di modificare l'espressione

di alcune subunità del recettore GABAA, in particolare l'alfa4 e la delta; ampliare le conoscenze sul ruolo della trasmissione dopaminergica nella shell e nel core del NAc negli effetti

gratificanti e motivazionali dei farmaci d'abuso; identificare il meccanismo d'azione mediante cui gli antagonisti dei recettori CB1 facilitano la risposta sessuale

agendo a livello del nucleo paraventricolare dell'ipotalamo; verificare il potenziale ruolo della pre-esposizione alla caffeina sul binding recettoriale e sull'attività neuronale

nello striato.

Potenziale impiego - per processi produttivi Individuazione di farmaci efficaci nel trattamento delle dipendenze e nella riduzione del rischio di recidive in pazienti astinenti. In particolare, è importante notare che gli studi sul sistema endoCB e sull'interazione neurosteroidi-GABA-NPY finora condotti supportano l'ipotesi emergente che lo sviluppo di molecole in grado di interferire con le molteplici funzioni regolate da questi sistemi possa fornire, in un prossimo futuro, strumenti terapeutici estremamente utili ed efficaci per il trattamento di diverse patologie (come dipendenza da nicotina, obesità, disturbi dell'alimentazione, disturbi della sfera affettiva ed emozionale, malattie neurodegenerative). - per risposte a bisogni individuali e collettivi Nuove farmacoterapie per le tossicodipendenze. Va sottolineato che le dipendenze da sostanze lecite ed illecite gravano enormemente, da un punto di vista medico, sociale ed economico, sia sui singoli individui che sulla collettività. Moduli

Modulo: Neurobiologia delle dipendenze Istituto esecutore: Istituto di neuroscienze Luogo di svolgimento attività: Sede di Cagliari


Neurobiologia dell’alcolismo Dati generali

Progetto: Neuroscienze: basi molecolari ed applicazioni chimiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di neuroscienze Sede principale svolgimento: Sede di Cagliari Dip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: GIANCARLO COLOMBO Temi

Tematiche di ricerca Le principali tematiche di ricerca della Commessa sono: studio del ruolo dei recettori cannabinoidergici CB1 nel controllo del consumo di alcol e delle proprietà

motivazionali dell'alcol nei ratti Sardinian alcohol-preferring (sP); studio del ruolo del sito di modulazione allosterica positiva dei recettori GABA(B) nel controllo del consumo di

alcol e delle proprietà motivazionali dell'alcol nei ratti sP; studio dell'effetto di derivati e analoghi dell'acido gamma-idrossibutirrico (GHB) sul consumo di alcol nei ratti

sP; identificazione di farmaci efficaci nel sopprimere (a) i segni della crisi d'astinenza acuta da alcol (hangover) e (b)

l'ansia associata alla sindrome d'astinenza nel ratto. Altre tematiche di ricerca in svolgimento nell'ambito della Commessa sono: identificazione di farmaci di origine naturale efficaci nel ridurre l'appetito, l'assunzione di cibo, il peso corporeo e

la glicemia nel ratto; studio del ruolo del recettore GABA(B) e del sito di legame specifico per il GHB nella mediazione degli effetti

farmacologici del GHB nei ratti GHB-sensitive e GHB-resistant, selezionati geneticamente in questo laboratorio per l'opposta sensibilità al GHB.

Stato dell'arte Il recettore GABA(B) ed il recettore cannabinoidergico CB1 sono parte rilevante del substrato neuronale che controlla il consumo di alcol e le proprietà motivazionali dell'alcol nel ratto. Riguardo al recettore GABA(B), la riduzione del consumo di alcol e delle proprietà motivazionali dell'alcol si osserva sia dopo somministrazione di agonisti diretti (es. baclofen, CGP44532), sia dopo somministrazione di modulatori allosterici positivi (es. GS39783, CGP7930) che potenziano le azioni del GABA endogeno. Questi risultati, nel loro insieme, hanno contribuito a rafforzare l'ipotesi che da queste due classi di farmaci possano derivare nuove farmacoterapie per l'alcolismo (a tale riguardo, si segnala che gli studi clinici finora condotti con il baclofen sembrano confermare quest'ipotesi). Questi risultati costituiscono inoltre importanti avanzamenti nella comprensione dei meccanismi cellulari che regolano il consumo di alcol e le proprietà di rinforzo e motivazionali dell'alcol. Azioni

Attività da svolgere Nel corso del 2009, ci si propone di: proseguire lo studio sugli effetti "anti-alcol" (a) degli agonisti del recettore GABA(B), con particolare attenzione

ai modulatori allosterici positivi, (b) degli antagonisti del recettore cannabinoidergico CB1, (c) di derivati e/o analoghi dell'acido gamma-idrossibutirrico (GHB); tali sperimentazioni verranno condotte utilizzando i ratti Sardinian alcohol-preferring (sP);

studiare il possibile sviluppo della crisi d'astinenza da alcol dopo assunzione volontaria, e non forzata, di alcol nei ratti sP (questo studio contribuirà alla caratterizzazione dei ratti sP come modello animale di alcolismo);

saggiare l'effetto di alcuni farmaci (es. baclofen, GS39783) o estratti di piante medicinali (es. ginseng) in un modello sperimentale di crisi d'astinenza acuta da alcol (hangover) nel ratto;

proseguire la ricerca di farmaci (sintetici e naturali) che riducano il consumo di cibo, il peso corporeo e la glicemia nel roditore obeso;

proseguire la partecipazione al primo studio clinico multicentrico internazionale sul baclofen come farmacoterapia per l'alcolismo.


Punti critici e azioni da svolgere Un punto critico, nello svolgimento e completamento delle attività di ricerca sopradescritte, potrebbe essere rappresentato dalla mancanza di sufficienti risorse economiche ed umane. L'eventuale inserimento nell'attuale organico di due nuove unità di personale (un primo ricercatore ed un ricercatore) e l'incremento della dotazione ordinaria (oggettivamente esigua negli anni 2006-2008) sarebbero di sicuro beneficio.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine I ricercatori partecipanti alla Commessa ritengono di possedere le competenze scientifiche e tecniche necessarie per lo sviluppo, la prosecuzione ed il completamento delle attività di ricerca proposte. Alla Commessa partecipano tre ricercatori senior (Giancarlo Colombo, dirigente di ricerca del CNR, Mauro A.M. Carai e Carla Lobina; Mauro A.M. Carai e Carla Lobina, pur non essendo di ruolo presso il CNR, collaborano con lo stesso ormai da diversi anni), due ricercatori junior (Noemi Fantini e Paola Maccioni) ed un tecnico di stabulario (Carla Acciaro) di comprovata esperienza. La Commessa si avvale inoltre del contributo di Gian Luigi Gessa, professore emerito presso l'Università di Cagliari e neuropsicofarmacologo di fama internazionale che opera come supervisor.

Strumentazione I ricercatori partecipanti alla Commessa dispongono di laboratori moderni ed adeguatamente attrezzati per lo svolgimento delle sperimentazioni previste. I laboratori sono dotati infatti di strumenti ed apparecchiature utili per lo svolgimento di numerose procedure di farmacologia comportamentale. Tali strumenti (elencati in altre sezioni del presente documento) sono tutti perfettamente funzionanti ed in ottimo stato di manutenzione [per la manutenzione ' ordinaria e straordinaria ' di tali apparecchiature si ricorre all'opera di un tecnico (esterno al CNR) che possiede notevole esperienza e competenza nelle operazioni di manutenzione e riparazione di questi apparecchi]. Ai laboratori è annesso uno stabulario per roditori; tale stabulario è stato recentemente rinnovato (Giugno 2003) ed è attrezzato di lavanderia, scaffali, gabbie, grate e bottiglie.

Tecniche di indagine La Commessa impiega le seguenti metodologie sperimentali: "homecage 2-bottle alcohol-vs-water choice" per la determinazione della preferenza per l'alcol e del consumo

volontario di alcol nei ratti sP; "operant oral self-administration" nei ratti sP addestrati a premere una leva per ottenere l'alcol per la

determinazione delle proprietà di rinforzo e motivazionali dell'alcol (tale metodica viene impiegata anche per lo studio delle proprietà di rinforzo e motivazionali di cibi altamente palatabili nel ratto);

"elevated plus maze" e "social interaction" per la determinazione dei comportamenti ansia-correlati nel roditore; "spontaneous locomotor activity" e "Rota-Rod" per la determinazione dell'effetto di determinati farmaci

sull'attività locomotoria spontanea e l'incoordinazione motoria nel roditore; "sleep time" per la determinazione dell'effetto sedativo/ipnotico di determinati farmaci nel roditore; "cafeteria diet" e "chocolate-flavoured beverage" per la determinazione dell'effetto di determinati farmaci sul

consumo di cibi altamente palatabili e sull'obesità nel roditore.

Tecnologie La Commessa utilizza le seguenti linee di ratti selezionate geneticamente: - ratti Sardinian alcohol-preferring (sP) e Sardinian alcohol-non preferring (sNP), selezionati rispettivamente per la preferenza o il rifiuto per le soluzioni alcoliche; posti in condizione di scegliere tra due bottiglie, una contenente l'acqua e l'altra una soluzione alcolica, i ratti sP mostrano una chiara predilezione per la soluzione alcolica ed assumono quantità di alcol farmacologicamente rilevanti; per contro, i ratti sNP scelgono unicamente l'acqua; i ratti sP e sNP, di cui esistono soltanto tre linee simili al mondo (le linee di ratti P/NP e HAD/LAD ad Indianapolis, USA, e la linea AA/ANA a Helsinki, Finlandia), costituiscono un validato modello animale di alcolismo; - ratti GHB-sensitive (GHB-S) e GHB-resistant (GHB-R), selezionati rispettivamente per la sensibilità e la resistenza all'effetto sedativo-ipnotico indotto dalla somministrazione di 1 g/kg di GHB; i risultati degli studi finora condotti suggeriscono che i ratti GHB-S e GHB-R possano rappresentare un modello sperimentale rispettivamente di iper- e ipo-sensibilità GABA(B)ergica.

Collaborazioni (partner e committenti) Oltre alla proficua e pluriennale collaborazione con il Dipartimento di Neuroscienze dell'Università di Cagliari, i ricercatori della presente Commessa collaborano con numerosi centri di ricerca italiani e stranieri (elencati in altre sezioni del presente documento). Alcune di queste collaborazioni (es.: Nathan S. Kline Institute for Psychiatric Research, Orangeburg, NY, USA; Laboratory of the Biology of Addictive Diseases, Rockefeller University, New York, NY, USA; Biochemical Genetics and Nutrition Laboratory, Children's Hospital of Pittsburgh, University of Pittsburgh School of Medicine, Pittsburgh, PA, USA; Department of Medicine, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, IN, USA) riguardano progetti di ricerca finanziati o per i quali è stato richiesto un finanziamento ad enti di ricerca quali il National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism e National Institute on Drug Abuse statunitensi. Altre collaborazioni (es. Dipartimento di Biologia, Università di Roma "Tor Vergata") sono state istituite al fine di partecipare a bandi nazionali quali il PRIN 2008 (Progetti di Ricerca d'Interesse Nazionale) del Ministero dell'Università e della Ricerca. Infine, i ricercatori della presente Commessa svolgono sperimentazioni


commissionate da aziende farmaceutiche [specificatamente: Sanofi-Aventis S.p.A., Milano; Indena S.p.A., Milano; Get S.r.l., Sanremo (IM); Helsinn Healthcare S.A., Lugano, Svizzera].

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Nell'ambito del programma PAR-08-004 del National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism, verranno presto presentati tre progetti di ricerca in collaborazione con: (a) Nathan S. Kline Institute, Orangeburg, NY, USA; (b) Rockefeller University, New York, NY, USA; (c) Indiana University, Indianapolis, IN, USA. È in fase di discussione il rinnovo del contratto di ricerca con Indena S.p.A., Milano.

Finalità

Obiettivi Ci si attende di ottenere nuovi ed importanti risultati che contribuiscano: (a) alla comprensione dei correlati genetici, neurochimici e/o comportamentali di alcuni aspetti dell'alcolismo, quali il consumo eccessivo di alcol, la perdita di controllo, il craving, la ricaduta, la sindrome d'astinenza e la crisi d'astinenza dopo singola assunzione di alcol (hangover); (b) all'ulteriore caratterizzazione dei ratti Sardinian alcohol-preferring (sP) come modello sperimentale di alcolismo; (c) all'individuazione di nuovi farmaci – di origine sintetica o naturale – di potenziale utilità nel trattamento dell'alcolismo; (d) ad una maggiore definizione del profilo farmacologico e dell'azione anti-alcol degli agonisti diretti e dei modulatori allosterici positivi del recettore GABA(B) e degli antagonisti del recettore cannabinoidergico CB1; (e) allo sviluppo clinico del baclofen nella terapia dell'alcolismo; (f) alla caratterizzazione dell'effetto anoressigeno ed ipoglicemizzante di nuovi farmaci, di origine sintetica e naturale; (g) alla continua caratterizzazione dei ratti GHB-sensitive (GHB-S) e GHB-resistant (GHB-R) come modello sperimentale di iper- e ipo-sensibilità GABA(B)ergica.

Risultati attesi nell'anno Nel corso del 2009, ci si attende di ottenere i seguenti risultati: progressi nella comprensione del profilo farmacologico e del meccanismo dell'azione "anti-alcol" (a) dei

modulatori allosterici positivi del recettore GABA(B), (b) degli antagonisti del recettore cannabinoidergico CB1, (c) di derivati e/o analoghi del GHB;

evidenza dello sviluppo di alcuni segni (quali ad esempio i comportamenti ansia-correlati) della crisi d'astinenza da alcol dopo assunzione volontaria di alcol nei ratti Sardinian alcohol-preferring (sP);

prime osservazioni sull'effetto di alcuni farmaci o estratti di piante medicinali in un modello sperimentale di crisi d'astinenza acuta da alcol (hangover) nel ratto;

conferma dell'efficacia degli antagonisti del recettore cannabinoidergico CB1 nel sopprimere le proprietà motivazionali di cibi palatabili nel ratto;

approfondimento delle attuali conoscenze sull'effetto anoressigeno degli estratti di Phaseolus vulgaris e sull'effetto ipoglicemizzante degli estratti di Cynara scolymus nel ratto;

conferma, nel primo studio clinico multicentrico internazionale, dell'efficacia del baclofen come farmacoterapia per l'alcolismo.

Potenziale impiego - per processi produttivi Farmaci per il trattamento dell'alcolismo. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Nuove farmacoterapie per l'alcolismo, grave patologia con un pesante impatto in termini medici, economici e sociali sulla collettività [a tale riguardo, si segnala che (a) la prevalenza della dipendenza e/o dell'abuso alcolico ' in Italia così come nella maggior parte dei Paesi occidentali ' è stimata intorno al 15% della popolazione adulta, e (b) l'alcolismo è causa di circa il 30% dei ricoveri ospedalieri]. Moduli

Modulo: Neurobiologia dell'alcolismo Istituto esecutore: Istituto di neuroscienze Luogo di svolgimento attività: Sede di Cagliari


La Talassemia. La malattia monogenica più diffusa in sardegna: patologia molecolare, clinica e terapia.

Dati generali

Progetto: Oncologia: meccanismi e tecnologie applicate Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Sede principale svolgimento: Sede principale Istituto Dip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: MARIA SERAFINA RISTALDI Temi

Tematiche di ricerca La commessa si articola in più moduli che affrontano diversi aspetti della thalassemia con l'intento di migliorare la prevenzione e la cura di questa malattia e di capire i meccanismi molecolari di base dell'espressione dei geni globinici. In particolare sono in corso studi che mirano all'individuazione di geni, al di fuori del cluster beta globinico, che sono causa di thalassemia. È in corso l'analisi di geni candidati modulatori dell'HbF. Sono in via di perfezionamento dei vettori lentivirali contenenti il gene beta globinico che verranno saggiati successivamente per la loro capacità di esprimere il gene per approcci di terapia genica.Si stanno portando a termie degli studi in vivo utilizzando modelli murini transgenici per chiarire il ruolo di alcuni elementi nello switching emoglobinico e di verificare la possibile attivazione del gene delta globinico umano come possibile strategia alternativa per la cura della talassemia. In questa commessa è anche contenuto un modulo relativo ad un progetto di ricerca che si prefigge di individuare i geni coinvolti nella plasticità delle cellule staminali adulte.Alla commessa afferisce anche una unità di produzione di topi trasgenici

Stato dell'arte Le beta-talassemie rappresentano il difetto monogenico più diffuso in Italia e nel mondo e un gravoso fardello per l'assistenza sanitaria sociale nazionale. La malattia è causata dal difetto di sintesi di beta-globina curabile finora con trasfusioni e ferrochelazione o con trapianto di midollo osseo. Le terapie mediche alternative mirano alla correzione genica del difetto o alla riattivazione di emoglobine non-beta, mediante terapie molecolari o farmacologiche.Negli ultimi anni la ricerca ha fatto dei grossi passi in avanti nella terapia genica delle beta talassemie nei modelli murini preclinici. Questo approccio terapeuico soffre però ancora di molte limitazioni legate sopratutto alla variabilità dell'espressione del trangene e alla mutagenesi inserzionale. Per questo motivo la riceca è impegnata per migliorare i vettori di espressione e anche a percorrere vie alternative per la cura di questa malattia. Anche la manipolazione dello switching emoglobinico potrebbe rappresentare una via alternativa alla cura delle beta talassemie. La plasticità delle cellule staminali adulte è una recente scoperta che ha aperto nuove prospettive di terapia cellulare. Azioni

Attività da svolgere L'attività di questa commessa di ricerca si articola in differenti progetti che comprendono: 1. Studi di espressione in vivo dei geni beta globinico mediante l'uso di modelli murini transgenici. 2. Identificazione e caratterizzazione di fattori di trascrizione globinici. 3. Sviluppo di vettori lentivirali per la terapia genica. 4.Studio delle basi molecolari delle sindromi beta talassemiche non causate da difetti del gene beta globinico 5. Individuazione dei geni coinvolti nella plasticità delle cellule staminali adulte. Studiare il ruolo dei microRNA nel mantenimento della plasticità e nella differenziazione cellulare. Nel corso del 2009 ci proponiamo di proseguire questi progetti e contemporaneamente aprire nuove fronti di ricerca In particolare intendiamo creare dei modelli murini di thalassemia major per la sperimentazione preclinica. Ci proponiamo ancora di creare un modello murino contenente la mutazione beta talassemica più frequente in Sardegna (b039) che possa essere utilizzato come modello per approcci sperimentali mirati alla la correzione in vivo del difetto molecolare. Ci proponiamo in oltre di validare il gene delta globinico quale target terapeutico.Intendiamo in oltre aprie novi fronti diricerca medianto l'utilizzo delle cellule sataminali riprogrammate ( Induced Pluripotent Stem Cells IPS)

Punti critici e azioni da svolgere La struttura di mantenimento e produzione du modelli murini transgenici attualmente funziona grazie allo sforzo di personale precario che non è pertanto in grado di assicurare continuità ad un tipo di lavoro altamente specialistico.


Inoltre l' assenza di fondi specifici destinati a tale unità ne limita fortemente il suo ulteriore sviluppo.Il punto critico dell'analisi del ruolo dei fattori KLF è costituto dall'assenza di un corrispondente gene fetale murino. Sarà ovviato con analisi su cellule umane e possibilmente su moidelli murini transgenici. I punti critici per il successo della terapia genica della b-talassemia sono costituiti dalla necessità di ottenere un'espressione globinica e un titolo virale particolarmente elevati.Nel corso dell'anno verranno sviluppati nuovi approcci per l'identificazione di determinanti coinvolti nel controllo dell'espressione dei geni beta globinici capaci di ridurne l'espressione e di causare il fenotipo talassemico nei nostri pazienti

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine I partecipanti alla commesse posseggono competenze che variano dalla Medicina alla genetica alla biologia molecolare e cellulare. Sono in oltre presenti le competenze per il mantenimentoe la produzione di modelli murini modificati geneticamente

Strumentazione Dopo il trasferimento presso la cittadella Universitaria di Cagliari nel 2006 molte delle grosse strumentazioni , presenti nella precedente locazione presso l'ospedale Regionale per le Microcitemie, sono venute a mancare in particolare Sequenziatori Automatici, Real-time, fosphor imager, ultracentrifughe e centrifughe per grossi volumi. Il gap viene parzialmente superato mediante collaborazione con l'università e l'ospedale. Il continuo spostamento del personale richiede però un grosso sforzo sia in termini di tempo che di adattabilità e flessibilità e notevoli disagi. I laboratori comunque sono ben attrezzati per quanto riguarda la strumentazione di base. È presente una stanza per le colture cellulari. l'Unità per la produzione e il mantenimento di topi transgenici è abbastanza attrezzata ma è ancora carente in apparecchiature ormai indispensabili quali un criocongelatore per embrioni, una lavagabbie, un "irradiator".

Tecniche di indagine Mappaggio genico, cloning, sequenziamento, tecniche di analisi del DNA genomico ( southern blotting , RFLP , dot e slot blot etc), tecniche di analisi dell'RNA ( Northern, S1 , RT, Real time etc ), sequencing analysis of gene expression, espressione transiente e stabile in colture cellulari, Interazione DNA-Proteine, stabulazione produzioni di animali transgenici.

Tecnologie

Collaborazioni (partner e committenti) Questa commessa di ricerca viene sviluppata in diversi laboratori dislocati sia presso l'Ospedale Regionale per le Microcitemie, Centro di riferimento internazionale del WHO per il controllo della talassemia, che presso la Cittadella Universitaria di Cagliari. La commessa si avvale avvale della stretta connessione con componenti universitarie e ospedaliere coinvolte in tutti i livelli di assistenza per i pazienti talassemici sardi. Le principali collaborazioni sono: -Dipartimento di scienze Biomediche e Biotecnologie, Università di Cagliari -Department of Cell Biology and Genetics, Erasmus Univesity, Rotterdam, Olanda -Dipartimento di Citormorfologia, Università di Cagliari -Dipartimento di Neuroscienze, Università di Cagliari -Department of Pediatric Hematology-Oncology, Weill Medical College of Cornell University, New York, USA -Sloan Kettering Institute New York, USA

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Le iniziative per la acqusizione di nuove entrate prevede l'applicazione per finanziamenti di progetti di ricerca a fondazioni e enti nazionali e internazionali. Compagnie multinazionali

Finalità

Obiettivi Gli obbiettivi obbiettivi ultimi della commessa sono il miglioramento della prevenzione e della cura delle beta talasemie e la comprensione dei meccanismi di base che regolano l'espressione dei geni beta globinico. Più in particolare: a)comprensione dei meccanismi molecolari che regolano lo switching emoglobinico utilizzzando modelli murini transgenici b) analisi in vitro e in vivo di fatori di trascrizione eritroide specifici c)identificazione di geni regolatori o modificatori globinici con tecniche di isolamento diretto o con analisi genetica di linkage o associazione d)sviluppo di vettori lentivirali di terapia genica per la cura definitiva della talassemia e) riattivazione delle emoglobine beta-simili embrio-fetali e eventualmente della globina adulta delta.f)Individuare i geni coinvolti nella plasticità delle cellule staminali adulte.g) Analizzare in vivo il ruolo del fattore di trascrizione EKLF nella erytropoiesi. Il personale afferente all'istituto possiede i know how necessari per portare a termine sofisticate analisi genetiche, d'espressione in vitro e in vivo.


Risultati attesi nell'anno Nel corso dell'anno contiamo: 1)di sviluppare nel nostro Istituto di Cagliari la tecnologia del trapianto di midollo murino strumento indispensabile per i protocolli di terapiag genica. 2)concludere l'analisi del ruolo funzionale dei fattori KLF con la tecnica dell'interferenza con sh-RNA codificati da lentivirus.3) Nel corso dell'anno ci attendiamo di produrre in maniera più efficiente e continuativa linee di topi geneticamente modificati quali supporto essenziale per diverse linee di ricerca 4) Ci proponiamo anche di valicare gene delta globinico quale strumento terapeutico per la cura della beta talassemia.5) Definire il ruolo del CACCC box distale del gene b-globinicon nello switching .6)di studiare le modificazioni della cromatina attraverso analisi dell'acetilazione del DNA nei pazienti con difetto talassemico sconoscito. 7) Sviluppare modelli murini di beta talassemia.8) Sviluppare le teciche necessarie all aproduzione di IPS

Potenziale impiego - per processi produttivi Individuazione o creazione di molecole capaci di modulare l'espressione dei geni globinici che potrebbero rappresentare un mezzo terapeutico farmacologico. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Il miglioramento della prevenzione e della cura della beta talassemia, unamalattia monogenica molto frequente nel mondo e con una alta incidenza nel mediterraneo, porterebbe ad un miglioramento della qualità della vita dei pazienti e aprirebbe loro una possibiòlita di cura definitiva. Si avrebbero in oltre ricadute importanti sul carico del sistema sanitario sia in termini di personale impiegato che di costi diretti. Moduli

Modulo: La Talassemia. La malattia monogenica più diffusa in sardegna: patologia molecolare, clinica e terapia.

Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto

Modulo: Individuazione dei geni coinvolti nella uscita dal ciclo cellulare delle cellule staminali del midollo osseo e implicati nella loro differenziazione.


Modulo: Studio delle basi molecolari delle sindromi beta talassemiche non causate da difetti del gene beta globinico- Analisi genotipo/fenotipo


Modulo: Studi di espressione in modelli animali dei geni beta-globinici Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto

Modulo: Identificazione e caratterizzazione di fattori di trascrizione del gene gamma globinico, prospettive di terapia/ Sviluppo di vettori lentivirali per la terapia genica della thalassemia


Modulo: Unità di produzione e mantenimento di topi modificati geneticamente Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


Malattie Monogeniche, comuni nella popolazione sarda: genetica molecolare, proteomica, correlazione genotipo-fenotipo. Clinica e Terapia. Dati generali

Progetto: Medicina molecolare Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Sede principale svolgimento: Sede principale Istituto Dip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: LAURA CRISPONI Temi

Tematiche di ricerca Le attività di ricerca sono dirette all'identificazione delle basi genetico-molecolari di malattie monogeniche attraverso lo studio di pazienti prevalentemente sardi ed allo studio funzionale delle proteine implicate nella loro patogenesi. Le patologie in studio sono varie: Sindrome di Beckwith-Wiedemann (BWS), ritardo mentale (RM), paraparesi spastica (HSP), carcinoma della mammella (BC), sindrome di Alagille (AGS), mediante l'approccio del clonaggio per posizione (studi di linkage e analisi di traslocazioni bilanciate in pazienti), quello del gene candidato, studi di associazione caso-controllo e identificazione di anomali cromosomiche tramite array-CGH e gene-chip arrays. Gli studi funzionali attualmente in corso riguardano le proteine FOXL2, CRLF1 e AIRE, coinvolte rispettivamente nella Sindrome Blefarofimosi Ptosi Epicanto inverso (BPES), Crisponi e poliendocrinopatia autoimmune di tipo I (APECED). Questi studi prevedono l'utilizzo di sistemi in vivo ed in vitro e sono volti a definire il ruolo di queste proteine nella patogenesi delle varie sindromi.

Stato dell'arte Nelle sindromi BPES, Crisponi e APECED, oggetto della nostra ricerca, i rispettivi geni sono stati clonati e lo spettro mutazionale definito. Con il nostro studio ci proponiamo di chiarire il ruolo delle proteine coinvolte FOXL2, CRLF1 e AIRE nelle rispettive vie fisio-patologiche. Per quanto riguarda invece le altre malattie monogeniche, Sindrome di Beckwith-Wiedemann, Ritardo Mentale, Paraparesi spastica, carcinoma della mammella, sindrome di Alagille, le forme in studio non sono legate ai geni già noti, pertanto la nostra ricerca si propone di identificarne di nuovi che contribuiscono all' eterogeneità genetica di queste patologie. Azioni

Attività da svolgere Il nostro progetto prevede di approfondire gli studi funzionali sulle proteine AIRE, FOXL2 e CRLF1 al fine di chiarirne il ruolo nella patogenesi dell'APECED, della BPES e della Sindrome di Crisponi. Per quest'ultima, intendiamo attivare uno screening pilota per valutare la frequenza dei portatori e la prevalenza della sindrome di Crisponi nella popolazione Sarda, a rischio di questo disordine genetico. Per quanto riguarda le altre malattie in studio, Sindrome di Beckwith-Wiedemann, Ritardo Mentale, Paraparesi spastica, sindrome di Alagille, carcinoma della mammella, le forme in studio non sono legate ai geni già noti, pertanto la nostra ricerca si propone di identificarne di nuovi che contribuiscono all' eterogeneità genetica di queste patologie. Per quanto riguarda lo studio sul carcinoma della mammella, ci proponiamo di identificare un nuovo gene coinvolto, oltre BRCA1 e BRCA2, attraverso studi di associazione su tutto il genoma mediante l'utilizzo della tecnologia degli SNPs gene chip arrays, su almeno 800 casi provenienti da tutta la Sardegna, e su cui è stato escluso il coinvolgimento dei due geni BRCA1 e 2. Questo verrà fatto in collaborazione con il modulo MEP07.006.003.

Punti critici e azioni da svolgere Lo studio funzionale delle proteine richiede l'utilizzo di diversi saggi indipendenti per confermare i risultati ottenuti e di adeguate linee cellulari e tessuti in cui sono espresse endogenamente, a volte difficili da reperire. Il tempo richiesto per la creazione di modelli murini transgenici è molto lungo e prevede più esperimenti indipendenti e l'utilizzo di diversi ceppi animali per gli incroci necessari per ottenere linee transgeniche stabili. Alcune regioni trovate in linkage sono risultate essere molto ampie e pertanto sarà necessario analizzare un numero elevato di geni prima di identificare quelli coinvolti. Soltanto l'analisi mutazionale nei pazienti e studi funzionali potranno confermarne il coinvolgimento. Per gli studi di associazione, volti ad identificare un nuovo gene coinvolto nel carcinoma della mammella, un punto critico sarà quello di avere a disposizione un numero sufficiente di soggetti affetti. Si tratta di progetti numerosi ed a lungo termine, pertanto un grosso punto critico sarà il reperimento di finanziamenti adeguati al loro sviluppo e sostentamento. A tal fine sono molteplici e continue le iniziative intraprese per il recupero dei fondi necessari.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Per l'attuazione di questi progetti è necessaria la collaborazione di personale qualificato rappresentato da biologi, tecnici, medici, bioinformatici e stabularisti con esperienza in vari campi, tutti presenti all'interno dell'Istituto. In


particolare sono presenti competenze nel campo della biologia molecolare, biologia cellulare, proteomica, biostatistica, citogenetica, manipolazione di animali da laboratorio, microscopia ottica e confocale.

Strumentazione Per lo svolgimento dell'attività di ricerca il personale del nostro Istituto utilizza la seguente strumentazione a disposizione nei laboratori dell' INN presso la Cittadella Universitaria di Monserrato e la sezione staccata di Lanusei: 13 Amplificatori per la Polymerase Chain Reaction (PCR) 2 Sistemi GeneChip 7G Affimetrix 1 Sequenziatore automatico Applied Biosytem 3130XL Genetic Analyzer 1 Applied Biosystem Taqman 7900HT Fast Real Time PCR system 4 Sistema di crioconservazione in azoto liquido 1 microscopio confocale 2 microscopi fluorescenza 4 Freezer meno 80°C 8 Centrifughe 6 incubatori 4 cappe per colture cellulari ed 1 cappa per PCR Personal Computer: 30 PC 4 laptop Inoltre sono presenti un'area attrezzata per le colture cellulari ed uno stabulario per la produzione e mantenimento di linee murine Knock-Out e transgeniche. Da anni il nostro Istituto ha una collaborazione con l'Ospedale Microcitemico di Cagliari, al quale si appoggia per l'utilizzo di strumenti non disponibili presso l'Istituto CNR ma necessari per portare avanti la ricerca, tra cui un separatore cellulare (Cell sorter), due apparecchi DHPLC.

Tecniche di indagine Per la parte genetica, gli approcci utilizzati sono quello del clonaggio per posizione (studi di linkage e analisi di traslocazioni bilanciate in pazienti affetti dalle varie patologie), quello del gene candidato, studi di associazione caso-controllo, della tecnologia di Array-CGH e gene-chip arrays. Per la parte funzionale, il saggio dei due ibridi in lievito, esperimenti di immunoprecipitazione in vitro e in vivo, studi di transattivazione tramite il gene reporter luciferasi, manipolazione di animali normali e mutati, tecniche di immunofluorescenza con microscopio confocale.

Tecnologie

Collaborazioni (partner e committenti) I vari progetti di ricerca sono condotti con la partecipazione di diversi partners clinici e l'interazione con altri gruppi di ricerca sia in Italia che all'estero. Tra questi: il Prof. David Schlessinger (National Institute on Aging/ National Institute of Health, Baltimore, USA,), Dr. Frank Rutsch University of Muenster, Germany, Dr. Giuseppe Palmieri Istituto di Chimica Biomolecolare CNR Sassari, Prof. Carlo Cianchetti, Dipartimento di Neuroscienze, Neuropsichiatria infantile, Università degli Studi di Cagliari, Dr.ssa Boccone, Dr.ssa Rosatelli, Dr. Loudianous Ospedale Microcitemico, Università degli Studi di Cagliari, Dr.ssa Serra Istituto di Neuropsichiatria Infantile dell'Azienda. Ospedaliero-Universitaria, Sassari. Committenti: Regione Sardegna, Community's Sixth Framework Programme. Project " EURAPS"- Autoimmune Polyendocrine Sindrome Type I ' a rare disorder of childhood as a model for autoimmunity 2006-2008, Associazione Sindrome di Crisponi e Malattie Rare ONLUS, National Institute on Aging/ National Institute of Health.

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Richiesta finanziamenti regionali, nazionali ed europei.


Finalità

Obiettivi Con la nostra ricerca intendiamo : 1. definire la funzione delle proteine FOXL2, CRLF1 e AIRE attraverso l'identificazione e caratterizzazione: - di modificazioni post-traduzionali per FOXL2 e AIRE - di nuovi domini funzionali della proteina AIRE - dei geni bersaglio regolati dalla proteina FOXL2 e AIRE (Studi di interazione proteina -DNA) - delle proteine che sono essenziali per l'attività di regolazione della trascrizione di FOXL2 e AIRE. (Studi di interazione proteina-proteina) - di regioni regolatrici per la proteina FOXL2. - Del ruolo del CRLF1 nella patogenesi della sindrome di Crisponi 2. identificare e caratterizzare i geni che contribuiscono all'eterogeneità genetica delle seguenti patologie: - Sindrome di Beckwith-Wiedemann (BWS), - Ritardo Mentale (RM), - Paraparesi spastica (HSP), - Carcinoma della mammella, - Sindrome di Alagille 3. attivare uno screening pilota per valutare la frequenza dei portatori e la prevalenza della sindrome di Crisponi nella popolazione Sarda, a rischio di questo disordine genetico.

Risultati attesi nell'anno APECED BPES e Sindrome di Crisponi: definizione della funzione delle proteine AIRE, FOXL2 e CRLF1. Creazione e caratterizzazione di topi transgenici. Sindrome di Beckwith-Wiedemann, Paraparesi spastica ereditaria, Ritardo mentale, carcinoma della mammella: identificazione e caratterizzazione di geni candidati coinvolti nella patogenesi dei vari disordini e loro analisi mutazionale in pazienti affetti dalle varie patologie. Svilupperemo tali ricerche nel corso dei prossimi tre anni.

Potenziale impiego - per processi produttivi diagnostica in vitro produzione di anticorpi modelli murini terapie brevetti - per risposte a bisogni individuali e collettivi A breve termine i risultati della nostra ricerca consentiranno sia di approfondire i meccanismi fisio-patologici alla base delle varie patologie, sia di sviluppare i reagenti necessari per effettuare una diagnosi molecolare. Ciò permetterà sia di eseguire una diagnosi differenziale con altre sindromi con caratteristiche cliniche simili, sia un'eventuale diagnosi prenatale. In futuro invece la definizione della via fisio-patologica del gene coinvolto, attraverso lo studio funzionale del suo prodotto proteico e la creazione e caratterizzazione di modelli murini per le varie patologie, forniranno importanti informazioni che potrebbero essere utili per lo sviluppo di terapie specifiche ed eventualmente anche per patologie ben più frequenti, con importanti ricadute sociali e sanitarie. Moduli

Modulo: Malattie Monogeniche, comuni nella popolazione sarda: genetica molecolare, proteomica, correlazione genotipo-fenotipo. Clinica e Terapia.


Modulo: APECED:studi funzionali sulla proteina AIRE responsabile della poliendocrinopatia autoimmune tipo I


Modulo: Studio con Array-CGH di soggetti con ritardo mentale idiopatico. Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


Drug design, drug delivery e valutazione preclinica di nuove entità chimiche. Dati generali

Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicina Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di tecnologie biomediche Sede principale svolgimento: Sede di Cagliari Dip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: LUCA PANI Temi

Tematiche di ricerca L'utilizzo dei composti cannabinoidergici ed oppioidergici costituisce uno degli approcci di prima scelta nella terapia del dolore e può trovare applicazione nei disturbi alimentari, nel glaucoma e nelle patologie gastro-intestinali. Inoltre, i farmaci cannabinoidergici sono stati proposti per il trattamento sintomatico della sclerosi multipla e delle malattie neurodegenerative. Sebbene le proprietà terapeutiche di questi farmaci siano note, ulteriori studi sono necessari per individuare nuovi composti che possiedano una minore propensione ad indurre effetti collaterali e/o fenomeni di tolleranza. La ricerca di nuovi farmaci antipsicotici ha l'obiettivo di trovare un compromesso tra il controllo della sintomatologia schizofrenica ed il miglioramento della qualità della vita del paziente. Questi farmaci costituiscono il principale strumento terapeutico per il controllo dei sintomi psicotici, tuttavia è necessario sviluppare nuove molecole che siano ancora più efficaci. La messa a punto di nuovi modelli animali, cellulari e piattaforme di screening che siano altamente informative degli effetti farmacologici nell'uomo potrà contribuire allo sviluppo di queste classi di farmaci.

Stato dell'arte Negli ultimi anni si è reso necessario un maggiore livello di innovazione nelle strategie di sviluppo dei nuovi farmaci. A questo scopo è apparso determinante poter usufruire di piattaforme tecnologiche che si basano sull'integrazione delle competenze (dalla sintesi chimica ai modelli animali più informativi). In particolare nell'area del Sistema Nervoso, la complessità dei meccanismi fisiologici implica la raccolta e l'integrazione di un vasto numero di conoscenze al fine di migliorare le possibilità di successo nello sviluppo di un nuovo farmaco. Recentemente, le evidenze sperimentali concordano nel ritenere che i farmaci cannabinoidergici ed oppioidergici possano trovare molteplici campi applicativi nel trattamento di diverse patologie, rimarcando la necessità di disporre di una maggior numero di molecole ad attività terapeutica che appartengano a questa classe di farmaci. La clinica psichiatrica è alla continua ricerca di nuovi farmaci antipsicotici capaci di controllare i sintomi della schizofrenia e di migliorare la qualità della vita del paziente. Azioni

Attività da svolgere Nel corso della attività di ricerca si intende proseguire lo sviluppo e la caratterizzazione delle proprietà biochimiche e farmacologiche di nuovi farmaci ad azione cannabinoidergica, oppioidergica ed antipsicotica. Si intende ottenere una valutazione pre-clinica delle potenzialità terapeutiche di questi composti in diverse aree terapeutiche tra le quali il trattamento sintomatico delle malattie neurodegenerative, il controllo dei sintomi psicotici e dei disturbi dell'alimentazione ed il trattamento farmacologico del glaucoma, del tumore e del dolore. Inoltre saranno messi a punto e validati nuovi saggi biologici, modelli animali e piattaforme di screening che consentano di ottenere dei dati maggiormente informativi sulle proprietà terapeutiche di molecole di nuova sintesi.

Punti critici e azioni da svolgere Lo sviluppo di un nuovo farmaco è il risultato di una complessa attività di ricerca molto lunga e onerosa sotto il profilo economico e con risultati caratterizzati da una elevata incertezza. La comparsa di effetti collaterali e/o tossici spesso vanifica gli sforzi volti all'individuazione di molecole efficaci dal punto di vista terapeutico. Questi fenomeni sono generalmente poco prevedibili dall'analisi della relazione struttura/attività e necessitano di una valutazione degli effetti indotti dal farmaco dopo somministrazione acuta e cronica. Inoltre, allo scopo di aumentare le possibilità di successo dell'attività di ricerca, è opportuno sviluppare nuove tecniche di indagine e piattaforme tecnologiche che permettano una rapida ed efficace valutazione delle proprietà farmacologiche delle nuove molecole di sintesi. Questa attività sperimentale sarà accompagnata da un costante aggiornamento su eventuali nuovi target molecolari specifici per le diverse patologie e/o su possibili strategie di drug-delivery che consentano di raggiungere selettivamente l'organo bersaglio . Lo stato attuale delle nostre conoscenze che ha gia portato ad alcuni brevetti internazionali, consente di essere più ottimisti riguardo alle probabilità di successo del progetto di ricerca.


Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Le competenze necessarie per lo sviluppo di nuove molecole ad attività terapeutica e di nuovi metodi di indagine pre-clinica derivano da anni di ricerche in questo campo. Attualmente sono disponibili nel nostro Istituto diverse tecnologie di indagine che permettono lo sviluppo di piattaforme di screening complesse volte all'individuazione di nuovi farmaci ad attività cannabinoidergica e oppioidergica. Sono inoltre disponibili le competenze necessarie allo sviluppo di nuovi antipsicotici e di sistemi innovativi di drug delivery.

Strumentazione Attualmente sono disponibili diverse strumentazioni per l'analisi biochimica, morfologica e molecolare del Sistema nervoso centrale e periferico. Inoltre sono disponibili numerose apparecchiature per lo studio del comportamento dell'animale da laboratorio.

Tecniche di indagine Attualmente sono disponibili numerose tecniche di indagine che permettono di valutare le alterazioni biochimiche, morfologiche e molecolari che avvengono nel sistema nervoso centrale e periferico in seguito alla somministrazione di farmaci nell'animale da laboratorio. Inoltre sono disponibili delle tecniche di coltura cellulare che consentono di valutare la tossicità dei composti o eventuali alterazioni dei processi cellulari. Infine, sono disponibili diverse tecniche di indagine che permettono di valutare l'effetto dei farmaci sul comportamento dell'animale da laboratorio in relazione alle proprietà farmacocinetiche.

Tecnologie Attualmente sono disponibili diverse tecnologie per la modellazione di patologie psichiatriche e neurodegenerative umane nell'animale da laboratorio. Questi sistemi di modellazione includono la possibilità di alterare il normale neurosviluppo dell'animale da laboratorio in modo da rispecchiare quanto recentemente osservato in alcune patologie psichiatriche e neurologiche umane.

Collaborazioni (partner e committenti) Tutte le collaborazioni come già è avvenuto in passato saranno cercate preferenzialmente all'interno di Istituti CNR, sia tra quelli afferenti al Dipartimento di Medicina che al Dipartimento di Progettazione Molecolare. Saranno rafforzate le attuali collaborazioni con i chimici di sintesi e quelli analitici dell'Università degli Studi. Inoltre, attraverso delle reti di collaborazioni (Progetti CHEM-PROFARMA-NET e SVIVASTA) saranno intensificati i rapporti di collaborazione con i Centri di Ricerca pubblici/privati e con le Industrie Farmaceutiche nazionali ed internazionali. Infine saranno mantenuti e rafforzati i rapporti di collaborazione con le Aziende e con il Consorzio di Gestione del Parco Scientifico e Tecnologico della Sardegna (Sardegna Ricerche).

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Lo sviluppo di nuove molecole ad attività terapeutica e di nuovi metodi di indagine pre-clinica continuano a suscitare interesse nel settore farmaceutico pubblico e privato. Tenendo conto di tali interessi, saranno proposti dei progetti di ricerca a livello regionale, nazionale ed internazionale.

Finalità

Obiettivi Dall'analisi dei dati relativi alle prove farmacologiche sulle nuove molecole di sintesi, ci si propone di ottenere delle relazioni struttura- attività che possano incrementare la nostra capacità di modellazione e di selezione dei composti derivati da quelli lead. Non riteniamo che questo implichi, necessariamente, solo una robotica avanzata quanto piuttosto una maggiore integrazione delle conoscenze. A questo proposito sarà opportuno sviluppare delle piattaforme di screening che permettano di ottenere rapidamente le informazioni necessarie per indirizzare la ricerca. Infine, ci si ripropone di migliorare le probabilità di successo nello sviluppo di nuovi farmaci, attraverso l'individuazione di sistemi innovativi di drug delivery, lo sviluppo di modelli animali più informativi e mediante l'analisi dei meccanismi implicati nella insorgenza dei disturbi dell'umore e dei processi neurodegenerativi.


Risultati attesi nell'anno Risultati attesi nell'anno I principali risultati attesi nell'anno riguarderanno: 1) La raccolta dei dati sulle proprietà biochimiche di circa 100 nuove molecole di sintesi ad attività cannabinoidergica, oppioidergica e/o di molecole ad azione antipsicotica. 2) La messa a punto di saggi biologici ex vivo per l'analisi della attività intrinseca dei farmaci 3) la messa a punto di modelli di colture cellulari che consentano di valutare in vitro le prosperità farmaco-dinamiche e farmaco-cinetiche di nuovi composti 4) La messa a punto di tecniche di indagine per la valutazione della farmocinetica di molecole note e di nuova sintesi 5) La caratterizzazione pre-clinica delle proprietà terapeutiche di molecole dotate di attività analgesica o antipsicotica, attraverso l'analisi degli effetti indotti somministrazione acuta e cronica 6) Lo studio e la messa a punto di modelli animali che permettano una valutazione pre-clinica delle proprietà farmacologiche di un composto. 7) Lo sviluppo di nuovi sistemi di drug delivery. 8) La stesura di nuove pubblicazioni e brevetti

Potenziale impiego - per processi produttivi Lo sviluppo di nuove molecole ad attività terapeutica ha un forte impatto nei processi produttivi. Tali processi sono molto costosi e richiedono un elevato numero di informazioni pre-cliniche per ridurre i rischi legati ad un fallimento dei test clinici. La possibilità di disporre di nuove molecole dotate di potenziale attività terapeutica porta di riflesso ad un'accelerazione nello sviluppo di nuovi farmaci e nel raggiungimento di nuovi brevetti. Tali condizioni sono necessarie per dare impulso all'industria farmaceutica. - per risposte a bisogni individuali e collettivi La pratica clinica richiede con sempre maggiore insistenza la possibilità di avvalersi di farmaci personalizzati. A questo riguardo risulta indispensabile aumentare e diversificare il numero delle molecole ad attività terapeutica disponibili per le diverse patologie. In particolare nella terapia del dolore, nelle malattie neurodegenerative e nel trattamento farmacologico della schizofrenia, la diversa risposta individuale dei pazienti rende particolarmente urgente lo sviluppo di nuovi farmaci più efficaci e tollerabili rispetto a quelli attualmente disponibili in clinica. Questi nuovi composti potrebbero determinare un maggiore benessere per il paziente ed una conseguente riduzione dei costi sociali. Moduli

Modulo: Drug design, drug delivery e valutazione preclinica di nuove entità chimiche.

Istituto esecutore: Istituto di tecnologie biomediche Luogo di svolgimento attività: Sede di Cagliari


Utilizzo della popolazione sarda, per la sua omogeneità, per lo studio dei tratti fenotipici legati all'invecchiamento, e di malattie complesse

Dati generali

Progetto: Epidemiologia e ricerca sui servizi sanitari Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Sede principale svolgimento: Sede principale Istituto Dip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: MANUELA UDA Temi

Tematiche di ricerca Lo scopo di questa ricerca consiste nell'identificazione dei geni coinvolti nel processo dell'invecchiamento, ed in altre patologie complesse in Sardegna. Il progetto ProgeNIA è uno studio longitudinale in cui viene monitorata l'evoluzione nel corso del tempo della salute di ciascuno dei 6162 volontari reclutati e prevede varie fasi principali: 1.Reclutamento dei volontari, raccolta dati, raccolta del materiale biologico ed analisi epidemiologica: in questa fase vengono raccolte e rilevate le informazioni e misurazioni relative ai tratti continui in studio. 2.Analisi genetica del DNA: Prevede studi di associazione, mappaggio fine dei loci identificati, replica in popolazioni indipendenti, per identificare geni e varianti geniche associate ai tratti complessi. 3.Studi paralleli caso controllo per carcinoma della mammella, asma, tireopatie autoimmuni diabete di tipo I e sclerosi multipla. 4.Analisi molecolare e funzionale: Il passo successivo consiste nella caratterizzazione e funzionale dei geni e varianti geniche identificati

Stato dell'arte Le patologie cardiovascolari, le patologie croniche autoimmuni, l'asma, i tumori, rappresentano le più importanti cause di morte nei paesi occidentali. Il forte impatto sociale di tali patologie e la mortalità ad esse associata giustifica l'enorme interesse della comunità scientifica nella comprensione dei meccanismi molecolari alla base di queste malattie. Ciò nonostante, la patogenesi di ciascuno di questi fenotipi complessi è per lo più ancora sconosciuta. La popolazione Sarda è ideale per lo studio della genetica dei tratti e delle patologie complesse. L'identificazione dei meccanismi genetici ereditari responsabili della predisposizione ad ammalarsi, ci permetterà di ampliare le nostre conoscenze in tali settori e di poter disporre di nuovi e più efficaci strumenti di prevenzione e terapia. Azioni

Attività da svolgere Progetto Progenia: Nel corso del 2009 ci proponiamo di condurre la terza serie di visite mediche per almeno 1000 volontari dei 6162 coinvolti nello studio. I primi risultati del GWAS hanno finora evidenziato chiaramente loci già noti per essere coinvolti nei livelli di alcuni parametri ematologici (RBC, MCV, Hb, HbA1c, HbA2, HbF, MCH, MCHC), bilirubina e nell'attività della G6PD e ci hanno permesso di mappare loci non ancora mappati associati al BMI, ai livelli di acido urico, all'altezza ai valori lipidici, alla regolazione dei livelli di emoglobina fetale, di glucosio, del TSH, di cinque aspetti della personalità; e di identificare 30 nuovi loci che contribuiscono alla dislipedemia poligenica. Prevediamo di continuare le analisi di associazione in corso anche per i rimanenti tratti, per le patologie analizzate con l'approccio dello studio caso controllo, di approfondire l'analisi genetica molecolare per i geni già identificati e di condurre analisi funzionali per tali loci: Intendiamo inoltre concludere gli studi caso controllo, con la genotipizzazione di ulteriori 2000 casi per altre due patologie complesse, la genotipizzazione di 1000 campioni ProgeNIA e il completamento delle analisi statistiche. Per quanto riguarda le tiroiditi aiutoimmuni prevediamo di condurre studi di associazione mediante la genotipizzazione di almeno 400 pazienti affetti con i genechips 6.0 Per quanto riguarda l'asma ci proponiamo di concludere l'analisi di loci trovati in linkage mediante studi di associazione e di portare avanti gli studi funzionali relativi al gene IRAK-M. Inoltre prenderà inizio la genotipizzazione di 500 pazienti affetti da asma allengico per condurre uno studio caso controllo. Il controlli per tale studio sono già disponibili.


Punti critici e azioni da svolgere 1) Reclutamento dei volontari e delle famiglie da sottoporre ai nostri studi. La disponibilità delle persone a collaborare ai diversi progetti è infatti uno degli aspetti più importanti e decisivi per una buona riuscita dello studio. 2) Identificazione tramite studi di associazione di regioni cromosomiche candidate, geni e varianti geniche in associazione con i tratti e le patologia in esame. 3) L'analisi statistica dei risultati di genotipizzazione è una delle fasi cruciali in questi studi. L'enorme quantità di dati prodotti rende complicata la gestione degli stessi per la quale è necessario dotarsi di strumentazione e softwares sofisticati. 4) Studi funzionali dei geni o varianti geniche associate ad un determinato tratto complesso.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Per lo svolgimento di queste ricerche è necessaria l'interazione di più figure professionali, con diverse competenze tecnico-scientifiche, presenti nel nostro Istituto: 1. competenze medico/cliniche ed infermieristiche per la definizione e lo studio accurato del fenotipo; 2. competenze nel campo della psicologia; 3. competenze informatiche, soprattutto nel settore delle banche dati per la raccolta delle informazioni fenotipiche in appositi supporti elettronici; 4. competenze biologico/molecolari, estrazione del DNA, esecuzione di diverse metodiche di genotipizzazione, analisi mutazionale del DNA, ecc. 5. competenze biostatistiche, soprattutto nel settore dell'analisi genetica dei tratti complessi (studi di linkage e di associazione) per l'identificazione delle regioni cromosomiche e, in ultima analisi, delle varianti geniche coinvolte nella patogenesi dei fenotipi studiati; 6. competenze nel settore della biologia cellulare necessarie per lo studio della funzione dei geni e del loro prodotto proteico.

Strumentazione Per lo svolgimento dell'attività di ricerca il personale del nostro Istituto utilizza la seguente strumentazione a disposizione nei laboratori dell'INN presso la Cittadella Universitaria di Monserrato e la sezione di ricerca di Lanusei: 13 amplificatori per la Polymerase Chain Reaction (PCR), 2 sistemi GeneChip 7G Affimetrix, 1 microscopio confocale, 2 microscopi a fluorescenza, 3 sistemi di crioconservazione in azoto liquido, 4 freezer -80C, 1 ultracentrifuga,1 Sequenziatore di DNA, un apparecchio per la Real-time PCR, 5 centrifughe, 6 incubatori, 3 cappe per colture cellulari ed 1 cappa per PCR, 30 PC. Inoltre sono presenti un'area attrezzata per le colture cellulari ed una per la genotipizzazione su larga scala tramite la tecnologia SNPs Gene-chip arrays Affymetrix, uno stabulario per la produzione e mantenimento di linee murine Knock-Out e transgeniche. Da anni il nostro Istituto ha una collaborazione con l'Ospedale Microcitemico di Cagliari, al quale si appoggia per l'utilizzo di strumenti non disponibili presso l'Istituto CNR ma necessari per portare avanti la ricerca, un separatore cellulare (Cell sorter), due apparecchi DHPLC.


Tecnologie

Collaborazioni (partner e committenti) Progetto ProgeNIA: Il principale collaboratore di questo progetto è il National Institute on Aging, NIA del National Institute of Health, NIH (Istituto Superiore di Sanità) degli Stati Uniti che lo finanzia totalmente. Tra gli altri collaboratori vi sono: Il Center for Statistical Genetics University of Michigan; la University of Maryland School of Medicine, Baltimora; Il Children's Hospital of Boston; la II Clinica Pediatrica, Università di Cagliari; il Dipartimento di Scienze Biomediche, Università di Sassari; l'Istituto di chimica biomolecolare , CNR Sassari. Genetica dell'Asma allergico: Collaborazione con l'Università degli Studi di Cagliari e di Sassari, l'Ospedale Binaghi di Cagliari, tutte le principali strutture Ospedaliere Sarde coinvolte nella diagnosi e cura dell'Asma per la raccolta di campioni, con il Prof. Pier Franco Pignatti dell'Universtità degli Studi di Verona, il Dr. Juha Kere del Department of Biosciences and Nutrition, Karolinska Institute Svezia, il Prof. Pietro Pirina titolare dell'insegnamento di Malattie dell'apparato respiratorio presso l'Università di Sassari ed il Prof. Crisanti dell'Università di Perugia. Studio delle Tireopatie autoimmuni: Collaborazione con il Prof. Stefano Mariotti del Dipartimento Scienze Mediche Internistiche, dell'Università degli Studi di Cagliari e con il Prof. David Schlessinger, National Institute on Aging, NIA del National Institute of Health, NIH degli Stati Uniti. tti dell'Università degli Studi di Cagliari e con il Prof. David Schlessinger, National Institute on Aging, NIA del National Institute of Health, NIH degli Stati Uniti.


Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Progetto ProgeNIA: rinnovo del contratto con il National Institute on Aging, fino all'anno 2011. L'importo previsto per i prossimi quattro an ni ammonta a € 6.350.000,00. Studio dell'asma allergico: presentato un progetto di finanziamento al Comitato Telethon; Contributo di 15.000 Euro ottenuto dalla Fondazione Banco di Sardegna; finanziato di 250.000 Euro da parte della Regione Sardegna ed il MIUR. Studio sulle tiroiditi autoimmuni: Contributo di 15.000 Euro ottenuto dalla Fondazione Banco di Sardegna.

Finalità

Obiettivi Lo studio di ciascun tratto e patologia complessa prevede il raggiungimento di diversi obbiettivi quali: 1. Indagini epidemiologiche (incidenza, prevalenza, ereditabilità); 2. Identificazione delle famiglie e raccolta dei dati fenotipici con creazione di database; 3. Raccolta del materiale biologico e suo processamento; 4. Genotipizzazione del DNA; 5. Analisi statistica per l'identificazione delle regioni cromosomiche e delle varianti geniche con effetto sul fenotipo di interesse; 6. Analisi mutazionale dei geni identificati e conferma del loro coinvolgimento nella patologia 7. Analisi funzionale dei prodotti proteici.

Risultati attesi nell'anno Progetto ProgeNIA: 1.Reclutamento di almeno 1000 dei 6162 volontari coinvolti nello studio per la terza serie di visite. 2.Continuazione dell'analisi statistiche sui dati derivanti dalle varie genotipizzazioni. 3.Continuazione degli studi caso controllo. 4.Identificazione e studio funzionale dei geni e varianti geniche trovate in associazione con i tratti e le patologie complesse in esame. 5. Studi funzionali per il gene IRAK-M 6.Studi di associazione per identificare nuovi geni di suscettibilità all'asma allergico e tiroiditi autoimmuni

Potenziale impiego - per processi produttivi ' diagnostica in vitro ' piattaforma tecnologica ' fattori di rischio ' terapie ' brevetti - per risposte a bisogni individuali e collettivi I progetti compresi in questa commessa hanno come obiettivo l'identificazione di geni di suscettibilità e varianti genetiche associate a tratti e malattie multifattoriali comuni nell'uomo, con un notevole impatto economico e sociale per la popolazione mondiale. Una migliore conoscenza degli eventi che attivano e regolano tali geni in risposta a vari stimoli o fattori di rischio potrà portare alla diagnosi precoce e alla prevenzione, nonché allo sviluppo di nuovi obiettivi di trattamento farmacologico. Moduli

Modulo: Utilizzo della popolazione sarda, per la sua omogeneità, per lo studio dei tratti fenotipici complessi legati all'invecchiamento


Modulo: Utilizzo della popolazione sarda, per la sua omogeneità, per lo studio delle basi genetiche dell'asma allergico


Modulo: Studio delle tireopatie autoimmuni nella popolazione sarda Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


Modulo: Intesa di Programma MIUR/CNR Istituto esecutore: Istituto di neurogenetica e neurofarmacologia Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


Teoria e modeling computazionale di materiali e processi per le nanoscienze Dati generali

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologie Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Centro di responsabilità scientifica INFM Sede principale svolgimento: LR SLACS Dip. di prevista afferenza: Materiali e Dispositivi Responsabile indicato: VINCENZO FIORENTINI Temi

Tematiche di ricerca La commessa (costituita da un unico modulo) si concentra sullo studio teorico-computazionale di nuovi materiali e processi per le nanotecnologie. Le tecniche utilizzate coprono tutta la gerarchia multiscala di metodi state-of-the-art, dalla dinamica molecolare classica alla many-body perturbation theory. Sono inclusi anche metodi sviluppati ad hoc entro la commessa stessa per il trattamento della superconduttività ab initio, della correlazione ab initio, e delle proprietà nanomeccaniche. I materiali studiati sono sia cristallini che nanocristallini e disordinati. Tra di essi Si e SiC; ossidi magnetici, dielettrici, multiferroici, superconduttori, high-Tc; materiali per elettronica molecolare, superconduttori convenzionali e multigap, biocompatibili e fotorecettori. Molti di essi trovano applicazione in nanotecnologia, bioelettronica, microelettronica e optoelettronica, ad esempio in dispositivi ultrascalati al Si, e devices molecolari o spintronici.

Stato dell’arte Nei paesi avanzati, la materials science computazionale e le sue applicazioni alle nanotecnologie sono attivamente perseguite. La capacità di utilizzare o sviluppare tecniche diversificate a seconda della scala temporale o dimensionale del problema è un aspetto importante di questa attività. Da ambedue i punti di vista la nostra commessa è ben collocata in questo campo a livello internazionale. Per quanto concerne il primo aspetto, benchè sia difficile dare una descrizione sintetica dello stati dell’arte tutte le attività, che sono fortemente diversificate e approfondite, basti ricordare che sono stati pubblicati ~160 lavori (2000/06, ~600 dal 1994) su riviste internazionali di alto impatto, incluse Nature, Phys. Rev. Lett., Appl. Phys. Lett., Phys. Rev.,... e che l’impatto esterno dell’attività è molto buono, come testimoniano ~45 inviti a conferenze internazionali (2000/06, ~120 dal 1990) e ~6000 citazioni (dal 1990), oltre che il buon successo di fund-raising a livello nazionale e internazionale. È stato realizzato inoltre un report 2004-06, disponibile su richiesta o in scaricabile in pdf dal http://sito www.slacs.it Azioni

Attività da svolgere

Punti critici e azioni da svolgere

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine I partecipanti alla ricerca (sia dipendenti che associati) sono studiosi di fisica computazionale dei materiali di diversi gradi di esperienza. I partecipanti ufficiali hanno tutti oltre dieci anni di attività in questo campo e approfondite conoscenze professionali che coprono tutto lo spettro delle tecniche computazionali oggi disponibili, sia in termini di utilizzo che di sviluppo di nuove funzionalità dei codici di calcolo e di postprocessing.

Strumentazione La “strumentazione” informatica utilizzata per le ricerche rientra nella categoria dei supercalcolatori paralleli. In linea di massima le macchine con la miglior resa costi/benefici sono sistemi commodity based che utilizzano processori commerciali opportunamente ingegnerizzati per migliorarne la gestibilità, il raffreddamente, lo storage, e la comunicazione di rete. Tali attrezzature sono ovviamente complesse, dispendiose e difficili da gestire. Grazie al contributo degli associati, i partecipanti alla commessa hanno accesso, per una quota pari a un quarto circa, al cluster high-performance da 196 processori Opteron in rete veloce presso il CASPUR di Roma. Nel corso del 2007 sarà disponibile l’infrastruttura HPC acquisita nell’ambito del progetto PON-CyberSar. Tale infrastruttura sarà costituita da circa 130 nodi dual-Opteron, interconnessi a banda larga, di cui 2/3 ad uso privilegiato per il gruppo di ricercatori affiliato a SLACS.

Tecniche di indagine Genericamente intesa, la tecnica usata è quella della simulazione numerica di opportune proprietà statiche o dinamiche della materia, in dipendenza dallo specifico problema in esame. Essa si effettua tramite codici sviluppati


prevalentemente ad hoc o di pubblico dominio (vedi sotto), utilizzando calcolatori specializzati come descritto sopra, e tramite postprocessing grafico.

Tecnologie Le tecnologie teorico-computazionali utilizzate sono numerose. In sintesi: Teoria del funzionale densità (DFT) per il calcolo di energia, forze, stress, e conseguentemente proprietà geometriche ed elettroniche dello stato fondamentale (incluse alcune proprietà di risposta, e percorsi di diffusione con metodi statici); DFT linear-response perturbation theory (calcolo delle funzioni di risposta); DFT estesa allo stato superconduttivo (per il calcolo di gap e Tc); DFT self-interaction corrected (per sistemi correlati); Dinamica molecolare DFT inclusa metadinamica e campi elettrici finiti; Dinamica molecolare tight-binding, con hamiltoniane quantistiche parametrizzate di diverso grado di sofisticazione per semiconduttori polari, molecole organiche ...; Dinamica molecolare classica con potenziali interatomici con vari force fields (LJ, Amber, Orac...); Teoria analitica estesa della meccanica del continuo basata su tecniche di omogeneizzazione iterativa; Calcolo della struttura elettronica di silicio nanocristallino (metodo tight-binding su base estesa, con diagonalizzatori scalabili su piattaforme multi-processore); Teoria many-body perturbativa in approssimazione GW.

Collaborazioni (partner e committenti) Sono attive collaborazioni con gruppi sperimentali e teorici in Italia (ex-INFM come S3, Democritos, MDM, Matis; CNR-IMM; ST Agrate...) e all’estero (FU Berlino, Philips Belgio, U Barcelona...). Le interazioni tecnico/computazionali privilegiate sono con il CINECA di Bologna e con il CASPUR di Roma, come menzionato. Alcuni dei partecipanti sono anche titolari di una grande infrastruttura per il calcolo scientifico in fase di installazione, come menzionato in precedenza. È stato avviato un progetto sui materiali multiferroici con finanziamento parziale della Fondazione Banco di Sardegna.

Iniziative per l’acquisizione di ulteriori entrate Sottomissione di quattro progetti PRIN Sottomissione di due progetti FIRB Sottomissione di un progetto Europeo Dall’inizio 2008 è operativa sulla workstation FEI Dual Beam Strata 235 M una nuova unità STEM-EDS (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive- X-ray Spectrometry) che ne aumenta le potenzialità di analisi chimico-strutturali. Questa nuova facility, dovrebbe aumentare il numero di contratti di collaborazione con enti pubblici e privati.

Finalità

Obiettivi Su un orizzonte di 2-4 anni, l’obiettivo è la comprensione e, dove rilevante, la ottimizzazione di meccanismi fisici in azione in materiali funzionali e strutturali. Una lista parziale comprende: a) interdipendenza delle transizioni magnetiche, strutturali, ferroelettriche, e superconduttive in ossidi drogati a dimensionalità variabile; b) transizione superconduttiva sotto perturbazione in metalli e superconduttori multigap c) diffusione e scioglimento di complessi di droganti in Si d) risposta dielettrica in ossidi cristallini e amorfi per microelettronica e) realizzazione di celle fotovoltaiche efficienti a base Si nanocristallino f) light harvesting in recettori fotosintetici artificiali organici g) meccanica microscopica della frattura fragile e della plasticità in materiali nanocompositi con inclusioni e cavità.

Risultati attesi nell’anno


Potenziale impiego - per processi produttivi - per risposte a bisogni individuali e collettivi Moduli

Modulo: Teoria e modeling computazionale di materiali e processi per le nanoscienze

Istituto esecutore: Centro di responsabilità scientifica INFM Luogo di svolgimento attività: LR SLACS

Piano annuale 2009 Progetto 4 - Commesse

Mediterraneo: sistemi geopolitici ed identità culturali Dati generali

Progetto: Identità mediterranea ed Europa. Mobilità, migrazioni, relazioni interculturali Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di storia dell'Europa mediterranea Sede principale svolgimento: Sede principale Istituto Dip. di prevista afferenza: Identità Culturale Responsabile indicato: LUCIANO GALLINARI Temi

Tematiche di ricerca La Commessa prosegue la propria attività di ricerca, avviata da diversi anni, volta al reperimento e allo studio di diversi tipi di fonti d'informazione (archivistiche, narrative, letterarie, giornalistiche e audiovisive) sul tema delle Migrazioni e della Mobilità di individui, popolazioni e culture presenti nella Penisola italiana e nel Mediterraneo e sulle loro proiezioni al di fuori dei confini geografici di questa area, in un periodo cronologico compreso tra il Medioevo e l'Età Contemporanea. L'obiettivo ultimo di tali attività è quello di tratteggiare i contorni dell'identità culturale italiana e mediterranea, esaminate in mutua relazione grazie a una continua reciprocità di osservazione che consente di cogliere come queste identità siano percepite non solo nell'area euro-mediterranea stessa ma anche al di fuori, laddove maggiori sono le presenze di italiani. L'obiettivo finale è la divulgazione dei risultati di queste ricerche mediante la staapa di volumi monografici e miscellanei, l'organizzazione di congressi e seminari e di eventi espositivi che consentano di raggiungere anche un pubblico di non addetti ai lavori.

Stato dell'arte Negli anni precedenti di realizzazione della presente Commessa, l'ISEM nelle sue articolazioni territoriali e con le sue specifiche competenze professionali ha ulteriormente sviluppato lo studio e l'analisi del tema dei rapporti politici, economici, sociali e culturali tra le diverse civiltà presenti nell'area mediterranea. Ciò ha rappresentato e continua a rappresentare un importante elemento per una migliore comprensione degli elaborati processi di mutamento attualmente in corso sia nel nostro Paese sia in tutta l'area euro-mediterranea e nelle sue proiezioni esterne. Fenomeni che possono essere analizzati da molteplici prospettive dai ricercatori dell'ISEM e dagli studiosi a esso associati grazie alle loro diverse capacità professionali. I risultati di questo lavoro di ricerca sono contenuti in diversi prodotti realizzati dai ricercatori dell'ISEM anche in collaborazione con studiosi non appartenenti al CNR: volumi monografici e miscellanei, convegni e seminari internazionali, articoli su riviste specializzate italiane e straniere, prodotti multimediali,laboratori con e per le scuole.


Azioni

Attività da svolgere Nel corso del 2009 si prevede di realizzare le seguenti attività: Procedere alla pubblicazione on line dei numeri 2 e 3 della rivista elettronica "RiMe" prevista per i mesi di giugno e dicembre 2009. La sede di Cagliari si dedicherà all'organizzazione scientifica del Convegno Internazionale (Cagliari 27-30 maggio 2009)della "Mediterranean Studies Association" in collaborazione con la locale Università. Oltre a ciò si prevede anche la pubblicazione entro l'anno dei registri del 'batlle general' Jordi de Planella (1396-1399). Ancora, nei primi mesi del 2009, si prevede la pubblicazione della "Bibliografia statutaria della Sardegna. 1996-2005", rassegna bibliografica inserita nella "Bibliografia Statutaria Italiana". La sezione genovese dal canto suo curerà l'edizione critica con una speciale attenzione al lessico tecnico del testo di Nicolò Sabbatini "La Pratica di fabbricare le Scene". Inoltre sono già stati avviati contatti con il Teatro Lirico di Cagliari e con la Provincia di Cagliari per il trasferimento e il successivo allestimento della mostra "Il mondo nascosto delle macchine teatrali" realizzata e curata dalla sezione dell'ISEM e dall'Università di Genova. Per gennaio si prevede l'uscita della miscellanea di studi di letteratura ispano-americana "…En el mar veneciano, puerto cierto", a cura di Giuseppe Bellini, alla quale hanno contribuito con saggi, legati alla propria attività di ricerca, ricercatori ed associati dell'unità milanese dell'Istituto, la quale intende proseguire la collaborazione con la rivista "Studi di letteratura ispanoamericana", dal 1967 un punto di riferimento per gli studiosi della disciplina e continuare l'elaborazione del Notiziario "Dal Mediterraneo all'America", sull'attività dell'Unità di Milano. La sezione di Torino invece, orienterà una parte delle ricerche sulla letteratura migrante, con particolare attenzione alla relazione con lo spazio, il territorio e la dimora nell'ambito di influenza delle culture europee. I risultati di tali studi confluiranno in un volume cartaceo realizzato dalla dott.ssa Emina. Un'altro filone di ricerca, invece, sarà dedicata all'identità culturale sarda e la canzone d'autore, con la finalità di leggere un territorio attraverso la parola cantata, proseguendo in ciò un settore di studi inaugurato nel 2005 con il CD "Porta dei canti. Raccontando Genova", abbinato al volume "Genova porta del Mediterraneo" pubblicato dall'ISEM nel 2005.

Punti critici e azioni da svolgere Il problema fondamentale rimane la notevole riduzione di trasferimenti dalla Sede centrale all'Istituto che limita fortemente le spese per le attività di pubblicazione e di organizzazione di seminari e convegni. A questo aggiungasi anche che due sezioni dell'istituto sono prive di personale amministrativo, per cui parte di quelle incombenze ricadono sul personale di ricerca che vede ridursi significativamente ridursi il tempo da dedicare allo studio. Per sopperire a questi deficit, vieppiù crescenti, ci si è attivati in due modi: aumentare le collaborazioni con soggetti esterni al CNR (Università, altri Centri di Ricerca) e tentare di reperire altre entrate (Enti locali, Fondazioni, Soggetti privati)da poter destinare a quelle attività altrimenti non realizzabili con i fondi di competenza, dal momento che si sono esauriti anche i residui di dotazione degli anni precedenti. Qualora però non si dovesse riuscire a integrare in modo soddisfacente i tagli nelle dotazioni, la produzione scientifica progettata dovrebbe subire un drastico ridimensionamento per adattarsi alla nuova realtà, come peraltro avvenuto nel 2008.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine I partecipanti alla Commessa hanno una diversa formazione professionale - storici, letterati, storici della scienza e linguisti - che consente di realizzare le ricerche oggetto della Commessa da diverse prospettive e mediante l'impiego delle metodologie di studio proprio delle rispettive discipline. A ciò si aggiunga anche l'apporto pludisciplinare fornito dagli studiosi associati alle singole sedi dell'ISEM. Ciò consente di sviluppare ricerche multidisciplinari quasi naturalmente, che ben si prestano a ulteriori forme di collaborazione con altre Commesse affini per tematiche presenti nel Progetto di afferenza. Negli ultimi anni la Commessa si è arricchita anche della collaborazione di colleghi portoghesi e argentini membri degli Accordo Bilaterali CNR/GRICES e CNR/CONICET e di altri colleghi spagnoli, inseriti nell'Accordo Bilaterale CNR/CSIC, con i quali sono stati realizzate ultimamente diverse attività seminariali in collaborazione con le locali università di Cagliari e Milano.

Strumentazione Per quanto riguarda le tecnologie impiegate nella realizzazione delle ricerche, si tratta per lo più di computer - necessari per la videoscrittura, per la realizzazione di archivi informatici e di prodotti multimediali - di microfilms con i quali si acquisiscono le riproduzioni delle fonti documentarie e narrative da studiare.


Tecnologie


Collaborazioni (partner e committenti) Università di Genova, Milano, Torino, Cagliari, Sousse, Fes, Marrakech, Tunisi, Malaga; Instituciò Milà i Fontanals ' CSIC, Barcelona; Istituto Storico Italiano per il Mediovevo (Roma)Universidade do Porto ' GRICES; Universidad Nacional de Cordoba (Republica Argentina), Universidad Nacional de Rosario (Republica Argentina), (Universidad "El Salvador" de Buenos Aires (Republica Argentina), Universidad Nacional de Mar del Plata (Republica Argentina), CONICET, Argentina; Centre de Recherches Historiques ' CNRS/EHESS, Paris, CSIC SpagnaInstitut des Textes et Manuscrits Modernes (ITEM-ENS-CNRS), Paris Centre Césairien d'Études et de Recherches (CCER), Fort-de-FranceDipartimento di Ricerche Europee (DI.R.E.), Università degli Studi di GenovaAssociation Internationale Sciences Éducation et Cultures en Méditerranée (SECUM), Celle LigureAssociation Internationale des pays du Pourtour de la Méditerranée et de l'Union Européenne (STRADEMED), Mediterraean Studies Association, Facoltà di musicologia di Cremona, Università di Pavia Pontificia Facoltà Teologica della Sardegna; Comune di Ussana (CA); Comune di Cagliari; Provincia di Cagliari,

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Per integrare le dotazioni provenienti dalla Sede centrale sono state presentate diverse richieste di finanziamento a Fondazioni private e a Enti locali (Regioni, Province e Comuni)e soggetti privati (consorzi di promozione delle attività turistico-culturali. Queste ultime due categorie di partner hanno sviluppato - dietro adeguata copertura finanziaria - un'attività di collaborazione scientifico-divulgativa con l'ISEM che può fornire la necessaria consulenza scientifica per la realizzazione dei loro progetti da presentare in sede regionale, ministeriale e comunitaria. Risulterebbe quanto mai gradito se l'Istituto o, almeno, il Dipartimento si dotasse di uno o più professionisti da adibire alla ricerca di fondi all'esterno del CNR per privare i singoli ricercatori di questo onere che ne rallenta significativamente l'attività di studio.

Finalità

Obiettivi Contribuire con le diverse e specifiche competenze dei singoli ricercatori dell'Istituto alla comprensione dell'attuale multiculturalismo mediterraneo e delle sue proiezioni storiche all'esterno dei suoi limiti geografici tradizionali. Finalità che potrà essere raggiunta ancor meglio grazie anche alla nuova rivista elettronica (RiMe) il cui numero 1 uscirà a dicembre 2008, che costituirà un validissimo strumento per la diffusione dei risultati raggiunti nelle ricerche dell'ISEM e per l'avvio e il consolidamento di nuovi rapporti accademici e culturali. Collaborare con Enti Locali e Privati attivi nel territorio nel settore culture per la realizzazione di iniziative culturali e sociali che prevedano un trasferimento diretto delle conoscenze elaborate nelle ricerche dell'ISEM a diversi fruitori: Scuole, Visitatori di Musei, Monumenti e Centri d'Arte... Per fare ciò l'Istituto può mettere a disposizione dei partners diverse competenze che spaziano dalla storia (dal Medioevo all'Età Contemporanea), passando per la storia della Tecnica per le letterature dei Paesi di area anglofona, francofona e iberofona, comnprendendo anche l'archeologia e la geografia storica.

Risultati attesi nell'anno Il convengo Internazionale con la la Mediterranean Studies Association consentirà all'ISEM di ampliare la propria rete di contatti con singoli studiosi e con istituzioni accademiche nordamericane, europeee e italiane che parteciperanno all'evento. La rivista on-line "RiMe" consentirà all'ISEM un'ulteriore possibilità di pubblicizzare regolarmente i risultati scientifici delle proprie ricerche, oltre che di intraprendere nuove relazioni scientifiche con altri specialisti e centri di ricerca, i cui contributi potranno essere ospitati nelle sue pagine. Grazie a eventuali finanziamenti esterni già richiesti si prevede la pubblicazione su supporto cartaceo di diversi volumi e l'organizzazione di numerosi seminari sul tema della Commessa. Proseguendo una tradizione ormai consolidata e pluriennale, la partecipazione ad attività di divulgazione scientifica in collaborazione con Enti locali e Soggetti privati, quali il seminario di 10 lezioni organizzato per l'Università della Terza Età di Villacidro (Provincia del Medio Campidano), garantirà sia una maggiore visibilità dell'ISEM nel territorio, sia ulteriori introiti a integrazione delle dotazioni.

Potenziale impiego - per processi produttivi - per risposte a bisogni individuali e collettivi I risultati delle ricerche condotte nell'ambito di questa Commessa oltre alle implicite valenze scientifiche, possono costituire un utile elemento conoscitivo nelle mani di amministratori pubblici al momento di progettare interventi politici finalizzati a una sempre più approfondita conoscenza dei fenomeni di mobilità antropica e a una più efficace integrazione culturale e sociale delle diverse masse dei migranti attualmente presenti non solo in Italia. Queste ricerche possono quindi permettere alla Commessa e all'Istituto realizzatore di presentarsi come fornitore di consulenze e progetti socio-culturali per le Pubbliche Amministrazioni di qualunque livello.


Moduli

Modulo: Mediterraneo: sistemi geopolitici ed identità culturali Istituto esecutore: Istituto di storia dell'Europa mediterranea Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


Reperimento, studio ed edizione di fonti documentarie euromediterranee Dati generali

Progetto: Identità mediterranea ed Europa. Mobilità, migrazioni, relazioni interculturali Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di storia dell'Europa mediterranea Sede principale svolgimento: Sede principale Istituto Dip. di prevista afferenza: Identità Culturale Responsabile indicato: MARIA GIUSEPPINA MELONI Temi

Tematiche di ricerca Reperimento, studio ed edizione di fonti documentarie conservate in archivi italiani e stranieri concernenti i

rapporti politici, diplomatici, istituzionali, economici, culturali e religiosi tra i paesi del Mediterraneo dal Medioevo all'Età contemporanea.

Studio dei caratteri intrinseci, estrinseci e della tradizione manoscritta delle fonti documentarie ed edizione critica delle stesse. Studio di fonti cronachistiche e letterarie dei secoli XIV-XVII.

Reperimento e studio di fonti relative alla mobilità e ai fenomeni migratori in area mediterranea. Realizzazione di banche dati basate su fonti documentarie di tematica storico-sociale. Reperimento e studio di fonti materiali (reperti archeologici, opere d'arte, manufatti ecc.) concernenti le relazioni

interculturali tra i paesi del Mediterraneo. Raccolta e studio di fonti orali relative allo sviluppo delle tecniche e alla cultura musicale.

Stato dell'arte Le tematiche e le metodologie adottate si devono in primo luogo ricondurre ad una consolidata tradizione di studi e di edizioni documentarie di area italo-iberica e ad un altro settore d'indagine, parimenti rilevante, concernente le letterature iberiche, anglofone e francofone. Le competenze pluridisciplinari presenti nell'Istituto hanno consentito - e consentono - non solo una produzione scientifica composita ma anche una proficua interrelazione fra i ricercatori e quindi una condivisione dei risultati conseguiti in più ambiti di studio.


Azioni

Attività da svolgere Si proseguirà lo studio di alcune fonti medioevali nell'ambito del progetto FIRB "Fonti per la storia dell'Italia medioevale. Identità nazionale ed euromediterranea" coordinata dall'Istituto Storico Italiano per il Medioevo, la cui pubblicazione è prevista per il 2009. Proseguirà il progetto "Diplomazia europea a Roma tra tardo Medioevo e prima Età Moderna. Fonti e studi" in collaborazione con l'Istituto Storico Italiano per il Medioevo. Nell'ambito della ricerca sui santuari cristiani d'Italia, proseguirà lo studio di una fonte cinquecentesca relativa al santuario di Bonaria (Cagliari) ai fini dell'edizione critica e di uno studio storico, di cui si prevede la pubblicazione entro il 2009. Verrà portato avanti, grazie a un finanziamento della Regione Autonoma della Sardegna e del Comune di Sinnai, lo studio e trascrizione di un manoscritto settecentesco di "gosos" (componimenti religiosi di derivazione catalana), ai fini della pubblicazione; a conclusione del progetto, verrà organizzato un seminario di studi sull'argomento. Si prevede di intraprendere la trascrizione e lo studio di una serie di protocolli notarili dei secoli XVI-XIX in collaborazione con il Comune di Las Plassas (CA). Verrà avviata una ricerca su "Cagliari tra Medioevo e Età Moderna. Strategie familiari e analisi sociali" attraverso il reperimento e lo studio di documenti conservati in archivi italiani ed iberici, per la quale è stato richiesto un finanziamento alla Provincia di Cagliari. Si porterà avanti, se si otterrà il finanziamento richiesto alla Fondazione Banco di Sardegna, un progetto di trascrizione, studio ed edizione di documenti dei secoli XIV-XVIII relativi alla Sardegna e alle sue relazioni con i paesi del Mediterraneo, che costituiranno il terzo volume del "Codex Diplomaticus Sardiniae", andando a completare l'opera, rimasta incompiuta, dello storico ottocentesco Pasquale Tola. Si prevede l'organizzazione di una serie di seminari relativi ad alcuni importanti archivi del Mediterraneo. Proseguirà la linea di ricerca già avviata incentrata sulle relazioni tra Italia, Spagna e America Latina, con particolare attenzione allo studio ed edizione dei diari andini di Alessandro Litta Modignani. Si procederà con l'eleborazione dei dati relativi alla ricerca "Dalla città, le montagne" e al completamento del relativo apparato iconografico e fonografico ai fini della pubblicazione di un volume. Nell'ambito del progetto "I luoghi della cultura materiale in Liguria, Lombardia e Piemonte", in collaborazione con diversi enti locali e con l'Università dell'Insubria di Varese, si procederà con la schedatura e catalogazione di fonti materiali (manufatti, utensili, attrezzi rustici)ai fini della realizzazione di una mostra permanente. Verrà pubblicata la ricerca "Immagini e ricordi di fabbrica: dall'Ansaldo San Giorgio alla Ferrania". È prevista, inoltre la partecipazione dei ricercatori afferenti alla Commessa a diversi progetti e incontri di studio (nazionali e internazionali)e alla realizzazione di opere miscellanee repertori, riviste, banche dati, con contributi scientifici originali.

Punti critici e azioni da svolgere L'esiguità dei finanziamenti rende sempre più difficoltosi lo svolgimento di missioni di studio in Italia e all'estero; l'acquisizione di materiale librario e documentario utile alle attività di ricerca; l'organizzazione di iniziative scientifiche (principalmente convegni e seminari); la pubblicazione di edizioni critiche e studi; la formazione e conseguente assunzione di collaboratori esterni.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Il reperimento, l'esame e l'edizione delle fonti scritte, di varia tipologia e collocazione cronologica, si basano su differenti competenze sviluppate dai ricercatori afferenti alla Commessa in collaborazione con i docenti universitari associati all'ISEM e con altri studiosi appartenenti ad enti di ricerca italiani e stranieri. Tali competenze non si limitano al solo ambito paleografico-diplomatistico ma spaziano in più settori disciplinari, fra cui la storia medievale e moderna, la storia della tecnica, la letteratura contemporanea e la musica.

Strumentazione


Tecnologie

Collaborazioni (partner e committenti) Università di Cagliari, Dipartimento di Filologia Classica, Glottologia e Scienze Storiche dell'Antichità e del Medioevo; Università di Cagliari, Dipartimento di Scienze Archeologiche e Storico-Artistiche; Università di Cagliari, Dipartimento di Studi Storici, Artistici e Geografici; Università di Torino, Dipartimento di Scienze del Linguaggio e Letterature Moderne e Comparate; Istituto Storico Italiano per il Medioevo (Roma); Archivo de la Corona de Aragón (Barcellona); CSIC, Departamento de Historia Medieval (Barcellona); CSIC, Departamento de Historia Moderna (Madrid); Universidad de Alicante, Departamento de Historia Medieval; Universidad de Granada, Departamento de Historia Medieval y Ciencias y Técnicas Historiográficas; Universidade Lusíada de Porto, CEPESE; Universidad de Valencia, Departamento de Historia de la Antigüedad y de la Cultura Escrita; Universidad de Valencia, Departamento de Historia Medieval; Universidad de Valencia, Departamento de Historia Moderna; Università dell'Insubria (Varese); ISRAL (Istituto di Storia della Resistenza Alessandrina- Alessandria); CREL (Centro Regionale Etno-


linguistico, Rivoli); Centro di Cultura Popolare "G. Ferraro" (Alessandria); Comune di Sinnai (Ca); Comune di Las Plassas (CA).

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate L'ISEM ha avviato diverse collaborazioni con istituzioni accademiche ed enti locali per l'acquisizione di ulteriori entrate, anche tramite la congiunta partecipazione a bandi europei, regionali e provinciali per il finanziamento di attività culturali, alcune delle quali hanno già prodotto esiti positivi.

Finalità

Obiettivi Edizione critica, o riedizione, di testi letterari, documentari, cronachistici etc. prevalentemente di area euromediterranea; pubblicazione di monografie, opere miscellanee e articoli specialistici; elaborazione di banche dati e repertori; organizzazione di convegni e seminari su archivi, biblioteche, documenti e più in generale fonti prodotte nello spazio geografico e culturale citato.

Risultati attesi nell'anno Sono previste diverse pubblicazioni, tra le quali: "Procesos contra los Arborea. VI", edizione a cura di S. Chirra, M.G. Farris, V. Grieco e C. Patricolo; "Repartimiento de Cerdeña", edizione a cura di A. Cioppi e S. Nocco (progetto FIRB); "Lettere regie dei sovrani aragonesi e spagnoli alla città di Cagliari" edizione a cura di A.M. Oliva e O. Schena (Progetto FIRB).

Potenziale impiego - per processi produttivi Alcune indagini e attività programmate nell'ambito della Commessa, oltre agli evidenti esiti editoriali, possono risultare utili allo sviluppo di una politica culturale da parte di enti pubblici o fondazioni private, in particolare se operanti nel territorio. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Lo studio e l'edizione delle fonti scritte prodotte in ambito euromediterraneo o altrimenti risalenti alle tradizioni culturali proprie di quest'area geografica, possono fornire un rilevante contributo ad una più completa valutazione dei fenomeni storici e allo sviluppo di un discorso ampio sull'identità europea e mediterranea. In particolare, l'analisi delle testimonianze documentarie e materiali su alcuni processi migratori avvenuti nel Mediterraneo occidentale in periodo medievale e moderno, oltre all'acquisizione di specifiche conoscenze in materia, può presentare utili argomenti di riflessione nel quadro di un dibattito sulle migrazioni e la mobilità in età contemporanea. Moduli

Modulo: Reperimento, studio ed edizione di fonti documentarie euromediterranee Istituto esecutore: Istituto di storia dell'Europa mediterranea Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


L'influsso sull'identità culturale dei conflitti, nel duplice aspetto di relazioni diplomatiche di relazioni diplomatiche e di guerra in senso proprio, vissuti dagli italiani in età moderna e contemporanea Dati generali

Progetto: Memoria storica, valori, istituzioni Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di storia dell'Europa mediterranea Sede principale svolgimento: Sede principale Istituto Dip. di prevista afferenza: Identità Culturale Responsabile indicato: MARIA GRAZIA ROSARIA MELE Temi

Tematiche di ricerca Il modulo IC.P09.005.002 prevede lo studio storico dei sistemi difensivi della Monarchia ispanica nel Mediterraneo occidentale, attraverso il quale non si vuole solo studiare il modello difensivo mediterraneo della Corona di Spagna ma anche gli aspetti più vivi del tema e inseriti nel Progetto Identità mediterranea ed Europa e flussi migratori, quali la circolazione di saperi, e delle competenze (es. ingegneria e cartografia militare). Altra tematica sarà quella delle migrazioni forzate o no di persone attraverso il fenomeno della pirateria, il mutamento di condizione uomo libero/schiavo e viceversa, mediante l'attività degli Ordini religiosi preposti al riscatto degli schiavi. Relativamente al modulo IC.P09.005.001 le tematiche della ricerca sono quelle indicate nell'allegato tecnico della Convenzione stipulata tra CNR e Luiss, attualizzate nel piano di lavoro di dettaglio per il 2007.

Stato dell'arte Negli ultimi tre lustri la storiografia italiana ha dedicato particolare attenzione al tema dell'identità nazionale italiana, considerando l'argomento tanto nel quadro dell'intera storia unitaria del paese, quanto in relazione agli anni della caduta del fascismo e della fondazione della repubblica. La ricerca che qui si presenta intende quindi: sistematizzare criticamente i risultati già acquisiti; approfondire il nesso fra identità nazionale e guerra da un lato, e identità nazionale e opera diplomatica dall'altro: questioni che certo sono state all'attenzione della storiografia, ma che non sono mai state indagate in maniera specifica e sistematica; osservare i due nessi di cui sopra in una prospettiva diacronica di medio periodo che copra i due conflitti mondiali e il ventennio interbellico. Relativamente al modulo sulle frontiere, l'ISEM ha una tradizione di studi sull'espansione mediterranea della Corona d'Aragona e porta avanti collaborazioni con CSIC e GRICES con lunga esperienza in ambito mediterraneo che consentano di condurre uno studio ampio e sistematico sulle frontiere del Mediterraneo, tema che è stato affrontato finora solo in ambito locale.


Azioni

Attività da svolgere Per il prossimo anno si prevede di continuare la ricerca già impostata mediante l'esame della documentazione inedita rintracciata negli archivi italiani e iberici e il supporto della imprescindibile bibliografia di riferimento. Gli studi sono attualmente in corso e stanno fornendo dati interessanti sugli intenti e sull'operatività della Corona, sui rapporti con le istituzioni locali, per capire i vari tipi di committenti realmente interessati a difendere le zone costiere e su chi gravava, effettivamente, il costo delle costruzioni. Seguendo il programma di ricerca già delineato nell'attività svolta, si continuerà nei seguenti settori: studio del sistema difensivo del regno di Sardegna i comparazione con quello degli altri regni mediterranei della

Corona di Spagna; caratteristiche e sfumature della realtà di frontiera sempre in comparazione con il resto del Mediterraneo; studio delle relazioni diplomatiche fra la Santa Sede e la Corona di Spagna; studio dei captivi e degli Ordini preposti al loro riscatto, produzione cartografica e attività degli ingenieros italiani al servizio degli Austria; studio della realtà insediativa delle coste minacchiate dalle incursioni turco-barbaresche. Continuerà la partecipazione ed in coinvolgimento reciproco con i ricercatori del CSIC di Madrid e di Barcelona, con il Departamento de Historia Moderna y Contemporanea della Universidad di Malaga, con il Departamento de Historia Moderna della Universidad de Valencia in particolar modo, e con gli altri Enti o Istituti del parternariato che parteciperà al progetto del programma Cultura della UE (Funzazzioni Temi Zammit di Malta, Università di Istanbul, Università di Oporto, della Calabria, Bari, Pisa, Nizza etc. La collaborazione continuerà mediante la partecipazione a progetti e seminari congiunti. Ben sei sessioni del prossimo congresso della mediterranean Studies Association che si terrà in Cagliari nel mese di maggio p.v. saranno dedicate al tema della frontiera, con una vasta partecipazione delle università già citate ed altre ancora. Continua la collaborazione con gli Enti locali per il progetto Torri Multimediali, in collaborazione con la commessa, Dip. Patrimonio Culturale. Compatibilmente con le risorse disponibili, potrà realizzarsi un seminario sulle tematiche della commessa.

Punti critici e azioni da svolgere Scarsità di fondi destinati ai progetti in accordo bilaterale che, consentendo il finanziamento di un solo progetto per Dipartimento, rendono difficoltoso il proseguimento di programmmi già avviati. Carenza di competenze destinate esclusivamente alla europrogettazione che siano di supporto all'attività svolta dai ricercatori: la presentazione di un progetto al Programma Cultura della UE, se da un lato agevola i contatti con un parternariato così ampio, dall'altro richiede competenze specifiche e sottrae tempo prezioso alla ricerca vera e propria. Per sopperire alle competenze, parte dei fondi destinati alla formazione del personale sono stati utilizzati per seguire corsi di europrogettazione in beni culturali (formazione M.R. Cotza e M.G. Mele). Riguardo ai fondi esterni, carenza di bandi riservati alla sola ricerca umanistica (il CNR non può presentare proposte per le Azioni integrate né, talvolta, può essere capofila in altri progetti) e spesso ha notevole difficoltà ad ottenere i finanziamenti per il numero delle proposte presentate in relazione con il numero di progetti approvati.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Modulo 002. Per la realizzazione della ricerca sono richieste soprattutto competenze nel campo della Storia Medioevale e Moderna, della politica mediterranea, anche in relazione al contrasto con l'Impero Ottomano, specialisti in tematiche sociali (pirateria e schiavi), specialisti in cartografia storica e in urbanistica, in storia contemporanea, buona esperienza di spoglio, catalogazione ed esegesi delle fonti. Modulo 001. La ricerca avrà uno dei suoi caratteri "forti" nella pluralità delle dimensioni che, pur nei limiti imposti dall'esiguità dei fondi disponibili rispetto all'ipotesi iniziale, essa affronterà. Importante sarà la possibilità di accedere ad archivi ' in particolare quelli degli Esteri e della Difesa ' tuttora poco esplorati nella prospettiva in questione. La strumentazione che verrà impiegata non andrà oltre i classici prodotti per il lavoro del ricercatore storico (banche-dati, informatica individuale). Per il modulo 001 non è previsto impiego di infrastrutture del Cnr.

Strumentazione La strumentazione in uso è quella tradizionale per le ricerche di carattere umanistico. Uso di p.c. con periferiche varie, lettore stampatore per microfilm etc.


Tecnologie

Collaborazioni (partner e committenti) L'ISEM porta avanti già da tempo numerose attività di collaborazione con Enti omologhi della Penisola iberica (CSIC e GRICES), in particolare con l'Instituciò Milà i Fontanals di Barcelona e con l'Instituto de Historia del CSIC, coinvolti nel progetto in accordo bilaterale CNR-CSIC dal titolo I sistemi difensivi della Monarchia ispanica nel Mediterraneo occidentale in Età Moderna. Oltre al CSIC, sono coinvolti nella ricerca e nel progetto UE


Mediterraneo: un mare di torri anche gli studiosi delle Università delle regioni del Mediterraneo appartenenti un tempo alla Corona di Spagna e quelle del Nord Africa (Univ. di Cagliari, Univ. di Bari, Univ. di Napoli, Univ. della Calabria, Univ. di Pisa, Univ. de Malaga, Univ. de la Manouba- Tunisi, Bahceseir Universitesi (Istanbul), Univ. de Valencia, Univ. de Corse, Univ. di Sassari, Univ. Islas Baleares, Fondazione Temi Zammit-Malta). La Facoltà di Scienze Sociali della Luiss metterà al servizio della commessa la sua rete internazionale di relazioni scientifiche e accademiche, che la qualificano come uno dei più attrezzati centri di ricerca in storia contemporanea. Fra i possibili coinvolgimenti oggi noti vi è quello della cattedra di storia del diritto italiano dell'Università di Torino, in cui è stato particolarmente sviluppato il tema della diplomazia italiana, tanto nella sua fase sabauda quanto in quella unitaria, quest'ultima tanto nell'Ottocento quanto nel Novecento.

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Vedi supra.

Finalità

Obiettivi L'ISEM ha come obiettivo lo studio storico dell'espansione mediterranea della Monarchia ispanica in età medioevale e moderna e dei suoi rapporti con le realtà dell'altra sponda del Mediterraneo. Attraverso la frontiera e l'incontro-scontro- confronto con l'Altro si definisce l'identità. La realtà di frontiera sarà esaminata nei suoi molteplici aspetti: frontiere interne e frontiere esterne; fasce di frontiera e sistemi difensivi; permeabilità della frontiera e circolazione di saperi, conoscenze e competenze; pirateria; migrazioni forzate o no (schiavitù e riscatto degli schiavi ad opera degli Ordini religiosi a ciò preposti). La Luiss si propone di rilevare e descrivere in maniera adeguata episodi, personaggi, momenti, istituzioni, poteri, associazioni, culture ' limitatamente alla sfera delle relazioni diplomatiche e ai conflitti di natura bellica ', le cui vicende, fra il 1914 e il 1945, hanno avuto forme dirette o indirette d'influenza nella creazione di una auto-consapevolezza identitaria del popolo italiano nella sua varia articolazione.

Risultati attesi nell'anno Alle pubblicazioni in corso di stampa si aggiungeranno le comunicazioni previste nei prossimi seminari e congressi internazionali; La recente approvazione del progetto "El gobierno, la guerra y sus protagonistas en los reinos mediterráneos de la Monarquía Hispánica" coordinato dal Prof. Dr. Rafael Benítez, Catedrático dell'Università di Valenza e presentato nell'ambito del bando emesso dalla Secretaría de Estado de Universidades e Investigación del Ministerio de Educación y Ciencia (nel quale si prevede di sviluppare la tematica "Sistemi di difesa mediterranea della Corona di Spagna in Età Moderna (secc. XV-XVII)" consentirà di approfondire ulteriormente il tema, come pure la partecipazione al progetto Parlamentos y Ciudades de la Corona de Aragón en la encrucijada de la Crisis del Antiguo Régimen, coordinato dalla Prof.ssa Remedios Ferrero Micó, Catedrática di Historia del Derecho dell'Università di València e presentato nell'ambito del bando emesso dalla Secretaria de Estado de Universidades e Investigación del Ministerio de Educación y Ciencia, in itinere. Inoltre, è prevista la presentazione del progetto Torri Mediterranee al programma Cultura della UE.

Potenziale impiego - per processi produttivi Lo studio di tematiche come quelle dell'identità e della frontiera, sebbene riferite ai tempi passati sono molto attuali e si prestano ad essere inserite nell'ambito dello studio della visione dell'Altro nei suoi molteplici aspetti. Lo studio storico del sistema difensivo della Corona di Spagna, se unito allo studio architettonico-strutturale delle strutture superstiti di piazzeforti e torri costiere può essere utilizzato per la valorizzazione turistico-culturale di qualità, come si sta già facendo con il progetto Torri multimediali in collaborazione con il Dipartimento Patrimonio Culturale (commessa G. Serreli). Benefici della ricerca si possono individuare in una più nitida consapevolezza identitaria sfruttabile da molteplici profili: da altri ricercatori, dal personale politico e amministrativo, dal sistema civico-educativo e formativo, dalla divulgazione storica e sociale, dagli operatori delle comunicazioni. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Lo studio di tematiche come quelle dell'identità e della frontiera, sebbene riferite ai tempi passati sono molto attuali e si prestano ad essere inserite nell'ambito dello studio della visione dell'Altro nei suoi molteplici aspetti. Lo studio storico del sistema difensivo della Corona di Spagna, se unito allo studio architettonico-strutturale delle strutture superstiti di piazzeforti e torri costiere può essere utilizzato per la valorizzazione turistico-culturale di qualità, come si sta già facendo con il progetto Torri multimediali in collaborazione con il Dipartimento Patrimonio Culturale (commessa G. Serreli). Benefici della ricerca si possono individuare in una più nitida consapevolezza identitaria sfruttabile da molteplici profili: da altri ricercatori, dal personale politico e amministrativo, dal sistema civico-educativo e formativo, dalla divulgazione storica e sociale, dagli operatori delle comunicazioni.


Moduli

Modulo: L'influsso sull'identità culturale dei conflitti, nel duplice aspetto di relazioni diplomatiche di relazioni diplomatiche e di guerra in senso proprio, vissuti dagli italiani in età moderna e contemporanea

Istituto esecutore: Istituto di storia dell'Europa mediterranea Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto

Modulo: Frontiere e identità nel Mediterraneo occidentale in Età Medioevale e Moderna



ALLE ORIGINI DELL'EUROPA MEDITERRANEA: GLI ORDINI CAVALLERESCHI Dati generali

Progetto: Il territorio e gli insediamenti in Europa e nel Mediterraneo Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di storia dell'Europa mediterranea Sede principale svolgimento: Sede principale Istituto Dip. di prevista afferenza: Patrimonio Culturale Responsabile indicato: GIOVANNI SERRELI Temi

Tematiche di ricerca Aspetti della plurisecolare esperienza degli Ordini religioso-cavallereschi (Giovanniti, Templari, Teutonici) sia nella prospettiva mediterranea delle origini, che in quella occidentale, legata non più alla difesa dei Luoghi Santi, ma a quella dell'Europa. Perciò: lo studio delle élites locali e della formazione dei quadri inseriti nel governo dell'Ordine, ricostruibili attraverso le indagini prosopografiche e i meccanismi di identità genealogica e araldica; la localizzazione delle dipendenze nei vari contesti territoriali in modo da verificare l'esistenza o meno di una "geografia del potere"; lo studio dell'evolversi delle frontiere nello scacchiere politico del Mediterraneo; studio delle costruzioni fortificate e insediative presenti nel bacino del Mediterraneo.

Stato dell'arte Uno dei fattori caratterizzanti la vicenda storica dell'Europa è stato il suo confronto con il Mediterraneo. Un settore di ricerca è quello degli Ordini cavalleresco-militari presenti nel Mediterraneo ma con radici nella stessa Europa. Giovanniti, Templari, Teutonici costituiscono l'anello di congiunzione tra Europa e Mediterraneo sino a portare a unità i due spazi geostorici nell'unica realtà dell'Europa mediterranea. Non è un caso l'interesse dimostrato dalla storiografia sia intorno agli Ordini maggiori, che agli Ordini d'origine locale. Si tratta di letteratura prevalentemente autoreferenziale e di carattere erudito, per cui ancora oggi si è lontani dal disporre di una storia sistematica delle complesse vicende che hanno interessato per circa mille anni i grandi Ordini. Altro settore è quello dello studio dei sistemi di difesa degli Stati del Mediterraneo. Pur proseguendo finalità conoscitive, il progetto è aperto allle esigenze della conservazione e della fruizione del patrimonio architettonico degli ordini religioso cavallereschi e delle opere di difesa degli Stati dell'Europa mediterranea. Azioni

Attività da svolgere In collaborazione con Enti omologhi ed Università appartenenti ai Paesi del Mediterraneo si prevede di organizzare: un convegno sui castelli crociati; un altro seminario sulla gestione delle proprietà appartenenti agli Ordini monastico-cavallereschi (dopo "Insediamento e territorio" del 2007); un seminario sulle città di frontiera (strutture di difesa e realtà sociale). Proseguirà la collaborazione con Atalaya onlus e con gli Enti Locali per la promozione e realizzazione del progetto "Torri Multimediali. La torre come interfaccia" (si prevede di chiudere un accordo di programma con la Conservatoria delle Coste, Ente strumentale della Regione Sardegna). Proseguirà il lavoro di ricerca storico archivistica, anche in collaborazione con le commesse del Dipartimento Identità Culturale (responsabili di commessa: Luciano Gallinari, Maria Giuseppina Meloni); verranno attivate borse di studio, in accordo CNR-GRICES e CNR-CSIC; si proseguirà con l'attivazione di tirocini formativi a cui verranno affidate ricerche attinenti i temi della commessa. Proseguirà lo studio del Medioevo rurale nel Regno di Arborea grazie al protocollo d'intesa con il Comune di Las Plassas (VS), che prevede la realizzazione di un Museo Multimediale, previsto per la primavera prossima. Verranno, inoltre, curate le pubblicazioni di Atti di Convegno e delle ricerche svolte negli anni 2005, 2006, 2007, 2008. Per il 2009 è prevista, inoltre, l'organizzazione di una mostra a Bari sulle fonti cartografiche prodotte dai Cavalieri di Malta; la mostra è sponsorizzata dalla Soprintendenza Regionale della Puglia e dall'Ufficio Affari Internazionali del CNR; è prevista la pubblicazione del catalogo. Si prevede, inoltre, la pubblicazione di un volume dedicato allo storico lucano Michele Gattini con la ristampa anastatica di una sua opera e la partecipazione a due convegni internazionali che si svolgeranno entrambi a settembre 2009 a Cagliari e a Cardiff.


Punti critici e azioni da svolgere Trattandosi di ricerca storica, per quanto applicata allo studio e alla valorizzazione del patrimonio culturale, il contributo finanziario esterno dei vari enti che hanno collaborato alle diverse iniziative, non consente, allo stato attuale, di colmare le lacune derivanti dai tagli effettuati nella dotazione ordinaria CNR. Per tale motivo le azioni previste potrebbero subire modifiche in base alle effettive disponibilità di fondi. Si rimarca la necessità della costante presenza di un "manager" che si occupi di europrogettazione e della ricerca dei fondi esterni con Enti Locali, Enti Pubblici in genere, Enti Privati.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine I ricercatori facenti parte della commessa hanno maturato competenze in ambito storico (medioevale e moderno), storico geografico e archeologico, con particolare riferimento alle tematiche relative al Mediterraneo, alle realtà insediative degli ordini religioso-cavallereschi, alle opere di fortificazione e difesa, alle relazioni fra gli Stati dell'area euromediterranea. Sono presenti, inoltre, competenze concernenti la cartografia di Età Medievale e Moderna. Trattandosi di una commessa riguardante la metodologia storica e l'architettura, sono necessarie le seguenti strumentazioni: Computer da tavolo e portatili (con software di videoscrittura e grafica), stampanti, scanner digitali, macchine fotografiche digitali, lettori stampatori per microfilm.

Strumentazione Trattandosi di una commessa riguardante la metodologia storica e l'architettura, sono necessarie le seguenti strumentazioni: Computer da tavolo e portatili (con software di videoscrittura e grafica), stampanti, scanner digitali, macchine fotografiche digitali, lettori stampatori per microfilm.

Tecniche di indagine Il prodotto finale della Commessa è la realizzazione di un Atlante storico degli insediamenti religioso-cavallereschi nel Mediterraneo; per raggiungere tale scopo è quindi necessaria la realizzazione di una grande quantità di carte tematiche riguardanti questi insediamenti, raggiungibile mediante la ricerca storica, bibliografica e documentaria, in collaborazione con storici dell'arte, archeologi, architetti, ingegneri, esperti di valorizzazione dei BB.CC., esperti di valorizzazione di siti e musei con le nuove opportunità offerte dalla multimedialità.

Tecnologie Per la realizzazione dei prodotti finali è necessario l'utilizzo di software specifici che consentano la realizzazione delle carte tematiche, grazie alle nuove opportunità offerte dalla multimedialità.

Collaborazioni (partner e committenti) Sono stati attivati scambi di carattere scientifico con corrispettivi stranieri (Ist. di Doc. Storica dell'Univ. do Porto, National Library of Malta di Valletta, Bibl. e Archivio del Sovrano Militare Ordine di Malta a Roma, Dip. di Scienze Storiche dell'Univ. della Basilicata, Society for the Study of the Crusades and the Latin East di Londra, Dip. di Restauro dell'Univ. di Firenze, Pierides Foundation di Cipro, Foundation of the Hellenic World, Univ. della Picardie Jules Verne, Soprint. Archeologica Cagliari, Univ. di Cagliari, Univ. di Bari, Univ. di Napoli, Univ. della Calabria, Univ. di Pisa, Univ. di Ferrara, CSIC Spagna, Univ. de Malaga, Univ. de la Manouba, Bahceseir Universitesi, Univ. de Valencia, Univ. de Corse, Univ. di Sassari, Univ. de las Islas Baleares, Societat Arqueologica Lul.liana). Vari progetti sono stati realizzati in collaborazione finanziaria Enti Locali (Provincia di Cagliari, Area Marina Protetta Capo Carbonara, Provincia dell'Ogliastra, Comune di Baunei, Comune di Villasimius, Regione Autonoma della Sardegna, Fondazione Banco di Sardegna). Si conta di stringere protocolli di intesa con vari Enti Locali per la realizzazione del Progetto Torri Multimediali.

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Fermo restando quanto espresso nei "Punti Critici", saranno attivati Protocolli d'Intesa con altri Enti Locali, soprattutto per quanto riguarda il progetto "Torri Multimediali. La torre come interfaccia".

Finalità

Obiettivi Conoscenza integrata delle fonti storiche attraverso il censimento e l'inventariazione dei materiali documentari presenti nella National Librarie di Malta, nell'Archivio dell'Ordine Teutonico di Vienna, nella Bibliothèque Nationale de France , nell'Archivio del Gran Magistero del Sovrano Militare Ordine di Malta di Roma, nella Biblioteca e nell'Archivio Segreto Vaticano, negli Archivi privati, Archivio della Corona d'Aragona a Barcellona, Archivio del Reino di Valencia, Archivio del Reino di Palma de Majorca, Archivio Storico nazionale di Madrid, Archivi municipali e nobiliari spagnoli, Archivio di Torre do Tombo di Lisbona. Studio dei Castelli crociati e delle strutture monumentali delle istituzioni cavalleresche presenti nello spazio mediterraneo. Ricostruzione del contesto e del quadro storico e geografico delle politiche difensive degli Stati Mediterranei e delle loro ripercussioni sul territorio, anche in rapporto con gli insediamenti religiosi e con gli ordini monastico-cavallereschi; studio dei sistemi di difesa al fine della loro valorizzazione. Pur perseguendo finalità conoscitive il progetto è aperto alle esigenze della conservazione e della fruizione.


Risultati attesi nell'anno Realizzazione del Progetto "Torri Multimediali. La torre come interfaccia" almeno in parte delle torri costiere del Regno di Sardegna. Saranno pubblicati gli atti del Convegno Internazionale "Contra Moros y Turcos. Politiche e sistemi di difesa..." (settembre 2005) e gli atti del Convegno "Insediamento e territorio" (Cagliari, maggio 2007). Verranno pubblicati articoli su riviste specializzate e sulla rivista elettronica dell'Istituto.

Potenziale impiego - per processi produttivi Conoscenza e conservazione delle strutture architettoniche militari e insediative degli Ordini religioso cavallereschi nel Mediterraneo, anche per la costruzione della conoscenza e della coscienza euromediterranea. Valorizzazione del patrimonio culturale (materiale ed immateriale) legato alle politiche e ai sistemi di difesa degli Stati dell'Europa mediterranea. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Realizzazione dell'Atlante storico delle testimonianze insediative degli Ordini cavallereschi nello spazio Mediterraneo. Realizzazione di una collana per la diffusione dei risultati delle ricerche. Moduli

Modulo: POLITICHE E SISTEMI DI DIFESA NEGLI STATI DELL'EUROPA MEDITERRANEA



Provincia di Oristano


Analisi dei processi nella colonna d'acqua, nel fondo/sottofondo e metodologie innovative Dati generali

Progetto: Osservazione della Terra Tipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenze Istituto esecutore: Istituto per l'ambiente marino costiero Sede principale svolgimento: Sede di Oristano Dip. di prevista afferenza: Terra e Ambiente Responsabile indicato: ANGELO PERILLI Temi

Tematiche di ricerca • Osservazione e monitoraggio degli ambienti marini di mare aperto, costieri e lagunari per mezzo di campagne oceanografiche, boe d'altura e da satellite • Gestione della stazione di ricezione dati satellitari e della boa oceanografica d'altura • Realizzazione imbarcazioni e strumenti specifici per monitoraggio ambienti marini costieri • Sviluppo di sistemi anti-intrusione costiera e portuale sottomarina • Ottimizzazione delle metodiche per l'acquisizione geologica a mare attraverso metodi indiretti • Sviluppo ed utilizzo di tecnologie per per il monitoraggio e la gestione remota dell'hardware e integrata delle aree costiere • Sviluppo di algoritmi e di tecniche avanzate di analisi e di elaborazione dei dati in situ (dalla colonna d'acqua, al fondo), da satellite e tecniche avanzate per elaborazione di segnali e immagini e utilizzo di tecnologie GRID. • Sviluppo ed utilizzo di strumenti di misura operativi • Modellistica numerica, con gerarchia di modelli per lo studio di ambienti di mare aperto e costieri • Progettazione e realizzazione di esperimenti di laboratori in ambiente controllato per lo studio dell'energetica di animali marini

Stato dell'arte In tale commessa si propone un approccio integrato, che si inserisce in un filone di attività nazionali ed internazionali per l'osservazione della Terra. A livello internazionale, i progetti finalizzati al recupero ambientale e alla gestione integrata di aree marine costiere e di mare aperto si avvalgono ormai da decenni sistemi integrati che tengono conto dei metodi numerici e modellistici accoppiati ai tradizionali approcci sperimentali, osservazione del mare da campagne multidisciplinari, da boe oceanografiche di altura in grado di operare con continuità, e da satellite e l'utilizzo di sensori sempre più avanzati di acquisizione e di trasmissione dati. Lo sviluppo e la gestione di un sistema operativo per la previsione dello stato del mare si basa su tale approccio. Nell'ultimo decennio sono stati finanziati, dalla comunità europea e recentemente anche dal MIUR, una serie di progetti che prevedono sistemi integrati per lo studio degli ambienti marino costieri, di mare aperto e lagunari. Ne sono esempio progetti europei MFSPP, MFSTEP, SESAME, ECOOP e nazionali come VECTOR, SIGLA e PRIMI ai quali i ricercatori di tale commessa hanno partecipato attivamente. Azioni

Attività da svolgere • Organizzare e partecipare a campagne oceanografiche a scala di bacino e in ambiente costiero aperto. • Realizzare ulteriori misure interdisciplinari della colonna d'acqua, del fondo/sottofondo con strumentazione di bordo e di proprietà. • Implementare il nuovo sistema di produzione dati satellitari per oceanografia operativa. • Applicare una tecnica di assimilazione dati, dati satellitari ed in situ, ai modelli di circolazione. • Realizzare algoritmi, metodologie uni/multivariate per analisi dati in situ e da satellite. • Manutenzionare la boa ODASS a livello operazionale. • Proseguire nelle analisi delle misure geomorfologiche per il rilevamento morfobatimetrico dei sistemi di spiaggia, ambienti lagunari e piattaforma interna di ambienti marini sardi. • Validare modelli di circolazione costieri con dati in situ. • Implementate il sistema di previsione di inquinanti attraverso realizzazione di modelli numerici specifici e validare con dati in situ e da satellite. • Realizzare sistema modellistico per determinare impatto di gabbie galleggianti in ambietne costiero • Implementare archivio dati meteo-marini, satellitari e di di modelli numerici. • Aggiornare i database di dati oceanografici, da satellite e modellistica.


Punti critici e azioni da svolgere Punti critici: 1) Precarietà del personale scientifico coinvolto nel modulo. 2) Aggiornamenti hardware e software delle macchine di calcolo e dei sistemi di elaborazione e di archiviazione dati. 3) Successo delle campagne a mare e del lavoro con strumentazione innovativa sono legati strettamente alle condizioni meteomarine e ad altri fattori non precedentemente verificabili. Azioni da svolgere: 1) Partecipare ai concorsi del CNR e massimo impegno del gruppo di ricerca a realizzare progetti esterni, finalizzati a mantenere il personale precario. 2) Tenere aggiornato l'HW e SW e realizzare progetti esterni finalizzati per tali risorse. 3) Buona programmazione delle campagne oceanografiche che tenga anche conto dei possibili inconvenienti e allargare la partecipazione a gruppi esterni con strumentazione ed esperienza di campo.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Gli istituti coinvolti nella commessa dispongono di esperienze pluriennali sugli argomenti trattati. I gruppi del CNR-IAMC, dell'ISSIA, dell'ISMAR e di Oceanografia da Satellite (GOS) dell'ISAC hanno esperienza pluriennale nei seguenti campi: • organizzazione di campagne oceanografiche multidisciplinari in mare aperto e in ambiente costiero; • manutenzione di boe d'altura, nello specifico della boa ODAS; • ricerca di tecniche avanzate di acquisizione e trasmissione di dati; • individuazione di tecnologie per monitoraggio e gestione integrata delle aree costiere; • acquisizione, elaborazione e analisi dati in situ e satellitari, di sensori attivi e passivi; • realizzazione di algoritmi e tecniche avanzate di analisi statistica dei dati; • sviluppo e gestione del sistema operativo di osservazione, monitoraggio e previsione dello stato del mare (Mare Mediterraneo); • realizzazione di modelli numerici di simulazione. Le competenze sono verificabili dal numero di: • campagne oceanografiche organizzate; • pubblicazioni referate nazionali ed internazionali; • progetti nazionali ed internazionali, con soggetti pubblici e privati, coordinati o partecipati.

Strumentazione • Utilizzato navi oceanografiche attrezzate del CNR: N/O Urania per mare aperto • Natanti vari per misure in ambiente costiero. • Strumentazioni oceanografica di bordo delle N/O. • CTD per misure idrologiche • Correntometri acustici (ADCP) per la misura delle correnti marine. • Strumenti ottici per la misura della luce in acqua. • Fluorimetri ad induzione e naturali in grado di evidenziare proprietà apparenti ed inerenti delle comunità planctoniche. • Boa d'altura ODASS e boe costiere per misure in continuo dei parametri idrologici • Stazione di rilevazione dati satellitari. • Workstation multiprocessori e PC ad alte prestazioni per modellistica costiera • Telemetria e tecnologie da laboratorio x studi di energetica dei pesci. • Laboratori attrezzati di biologia degli organismi. • Laboratori attrezzati di chimica ambientale. • Laboratori attrezzati di oceanografia.


Tecniche di indagine • Campagne di misura annuali x componente operativa di previsione della circolazione marina • Campagne di misura mensili x ambiente costiero. • Software commerciali specifici (es.Matlab,Surfer,IDL,GRADS,ODV) x sviluppo di algoritmi specifici x analisi ed elaborazione dati. • Tecniche di riflettometria acustica in bassa e media frequenza x studio delle caratteristiche granulometriche dei primi strati del fondale • Tecniche di indagine con l'utilizzo di laser x analisi granulometriche delle facies sedimentologiche, x misure morfo-batimetriche e spessore dei sedimenti in ambienti costieri e di mare aperto. • Tecniche avanzate specifiche di elaborazione di segnali e immagini. • Tecniche video per analisi della performance cinematica nel nuoto dei pesci. • Tecniche di telemetria x selezione habitat e energetica dei pesci. • Tecniche avanzate specifiche di assimilazione dati: VIFOP di stima ottimale x inizializzazione delle previsioni, SOFA x assimilazione dati in situ • Codici fortran o Ansi C per sviluppo e implementazione di modelli numerici. • Modelli numerici agli elementi finiti (x ambiente costiero) differenze finite (x ambiente di mare aperto)

Tecnologie • Metodologie uni/multivariate e di decomposizione spettrale (EOF, Wavelet, etc..) per analisi dati in situ e da satellite. • GIS e sistemi di archiviazione dati meteo-marini, satellitari e di modelli numerici; • Utilizzo di tecnologie GRID, • Nuove tecnologie di trasmissione dati da stazioni remote; • Aggiornamento e mantenimento della catena di processamento di immagini satellitari; • Modello numerico idrodinamico SYFHEM agli elementi finiti per ambiente costiero; • Accoppiamente del modello idrdinamico con modello di qualità delle acque WASP, di propagazione dell'onda SWAN, di trasporto e erosione sedimentiagli elementi finiti per ambiente costiero; • Modelli numerici idrodinamici regionali SCRM (Stretto di Sicilia), WMRM (del Mediterraneo Occidentale) alle differenze finite basati sul POM; • Modelli numerici di propagazione dell'onda SWAN di mare aperto alle differenze finiti.

Collaborazioni (partner e committenti) ' CNR-ISMAR Venezia. ' ENEA La Spezia, ' CNR-ISMAR e IB Pisa, 'DINAV-UNIGE, UniTus DECOS, Università di Firenze Dip. Ecologia, Università di Cagliari Dip. Terra, Università Federico II Napoli 'Stazione Zoologica Antohn Dohrn Napoli 'Area Marina Protetta del Sinis (Oristano), 'Centro di Competenza regionale (Sardegna) per il Monitoraggio del Rischio Costiero, 'PMI-AQS Mare, 'INGV Bologna, 'RSMAS-Un. Miami, IFREMER, CLS, 'SOC, Meteo-France, CNRS-LOV, 'JRC, ESRIN, ESA-MEDSPIRATION, EU-MERSEA, EU-MFSTEP ' Associazioni MOON e GNOO I progetti che finanziano questa attività vedono i seguenti committenti: MIUR, ARPA-Regionali, UNESCO, ESA, EU, ASI ed enti privati (es. SARTEC).

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate • Partecipazione a Progetti di ricerca all'interno del 7 PQ. • Partecipazione a progetti nazionali. • Partecipazione a reti e programmi di ricerca nazionali ed internazionali (MOON, GNOO, GMES, GOOS, ecc.). • Servizi agli enti pubblici e privati: enti pubblici (Regioni, Provincia, Comuni ecc.), enti privati. • Partecipazione al Centro di Competenza regionale per il rischio ambientale. • Partecipazione con la Provinca ad 1 Partenariato all'interno della progettazione integrata della regione Sardegna. • Intensificazione delle collaborazioni intra-commesse, con ricercatori di altri istituti CNR, Università ed altri enti di ricerca per creare reti di eccellenza, potenziare le attività di ricerca. Queste iniziative possono fornire maggiori possibilità partecipare ai vari progetti nazionali ed internazionali.


Finalità

Obiettivi • Organizzare e realizzare campagne oceanografiche multidisciplinari in ambienti costieri e pelagici per lo studio dell'ambiente marino costiero e di mare aperto • Sviluppare sistemi di anti-intrusione costiera e portuale sottomarina • Sviluppare prodotti operativi avanzati per l'osservazione del mare da dati satellitari • Definire le caratteristiche dei sensori satellitari di prossima generazione per l'osservazione del mare (sensori post ENVISAT) • Realizzare algoritmi specifici per analisi dati idrologici, idroacustici e da satellite e per il controllo qualità di dati meteo - oceanografici • Sviluppare modelli numerici come strumento per integrazione dei dati in situ • Implementare banche dati meteo-marine, satellitari e di modelli numerici • Validare un prototipo di stazione mareografica, basata su un gravimetro • Implementazione strumentale della Boa ODAS e perfezionare hardware dei "mooring" ricercando materiali e strumentazioni meno "tradizionali" ma più efficaci e affidabili in ambienti "ostili"

Risultati attesi nell'anno • Organizzazione di almeno 2 campagne oceanografiche a scala di bacino e in ambiente costiero aperto. • Realizzazione di misure interdisciplinari della colonna d'acqua, del fondo/sottofondo. • Implementazione del nuovo sistema di produzione dati satellitari x oceanografia operativa. • Definizione della tecnica di assimilazione, dei dati satellitari ed in situ, da applicare ai modelli di circolazione utilizzati. • Realizzazione di algoritmi specifici e metodologie uni/multivariate. • Manutenzione e mantenimento operativo della boa ODASS. • Implementazione dello strumento modellistico con modelli numerici ed animazioni. • Ulteriore implementazione dell' architettura per sistema monitoraggio e previsione degli sversamenti da idrocarburi in mare. • Implementazione delle banche dati meteo-marine, satellitari e di modelli numerici con dati raccolti durante l'anno.

Potenziale impiego - per processi produttivi Il sistema integrato è un potente mezzo per lo studio degli ambienti marini con diverse potenzialità di impiego nel pubblico e nel privato. Può essere utilizzato come: • Trasferimento tecnologico alle imprese per lo sviluppo di prodotti o sistemi ad alto contenuto tecnologico per l'osservazione della terra dallo spazio • Sviluppo di nuovi sensori per misure in situ e satellitari per il monitoraggio ambientale. • Sviluppo di strumentazione innovativa e di sistemi operativi di monitoraggio e previsione nella prospettiva di trasferimento all'industria. • Supporto alle cosiddette "imprese verdi", • Servizio alle autorità portuali o agli enti gestori dei porti, porticcioli. • Supporto ai comuni rivieraschi e gestori di attività turistiche x revisione di dispersione di inquinanti dovute a scarico accidentali o volontario da parte di navi da trasporto. • Supporto ad enti pubblici o privati interessati a fenomeni di erosione costiera per opera di fattori antropici o naturali. • Supporto alla creazione di impresa di giovani ricercatori (avendo il sistema integrato diverse potenzialità in svariati campi di applicazione). - per risposte a bisogni individuali e collettivi Il sistema integrato prevede lo sviluppo di sistemi operativi di monitoraggio e previsione finalizzato alla gestione degli ambienti marini costieri e lagunari. Ha diverse potenzialità di impiego per risposte a bisogni individuali e collettivi: • come strumento per la salvaguardia degli ambienti costieri, lagunari e di mare aperto • per la gestione delle emergenze. • per le pubbliche amministrazioni per la salvaguardia degli ambienti costieri, lagunari e di mare aperto • enti pubblici e privati per la gestione delle emergenze • "imprese verdi" per lo stato di salute di un ambiente • AMP come strumento di gestione delle aree marine protette • Per la formazione di laureandi e giovani ricercatori in quanto si prevede di realizzare un prodotto user-friendly che possa essere utilizzato per divulgazione e diffusione scientifica.


Moduli

Modulo: Sviluppo di sistemi integrati per l'acquisizione, l'analisi e la gestione delle informazioni.

Istituto esecutore: Istituto per l'ambiente marino costiero Luogo di svolgimento attività: Sede di Oristano

Modulo: Monitoraggio dell'ambiente marino in siti non presidiati Istituto esecutore: Istituto di studi sui sistemi intelligenti per l'automazione Luogo di svolgimento attività: Sede di Genova

Modulo: Osservazioni e monitoraggio del mare da dati satellitari Istituto esecutore: Istituto di scienze dell'atmosfera e del clima Luogo di svolgimento attività: Sede di Roma

Modulo: Tecniche di indagini della colonna d'acqua e del fondo Istituto esecutore: Istituto di scienze marine Luogo di svolgimento attività: Sede di Oceanografia Fisica - La Spezia


Provincia di Sassari


Sviluppo di competenze Dati generali

Progetto: Sviluppo rurale e territorio Tipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenze Istituto esecutore: Istituto di biometeorologia Sede principale svolgimento: Sede di Sassari Dip. di prevista afferenza: Agroalimentare Responsabile indicato: FABRIZIO BENINCASA Temi

Tematiche di ricerca Per quanto riguarda la didattica,continua la collaborazione con l'AMP Sinis-MaldiVentre(Cabras-OR): sviluppo di altri software di presentazione di dati meteorologici e di grandezze fisico-ambientali, realizzazione di altri modelli per la descrizione di fenomeni meteomarini. Su incarico della Regione Sardegna, per tutto il 2009 si terrà un programma di tirocinio su Monitoraggio ambientale e GIS. Col Dipartimento di Biologia(Uni-Pisa), nell'ambito del progetto VECTOR, verrà progettata una Camera Bentica per misure di scambi gassosi. Proseguirà l'attività di consulenza al Ministero degli Affari Esteri per quanto attiene il trasferimento di competenze scientifiche e tecnologiche(riferite all'ambiente) in relazione ai progetti: 1°)Riserve naturali di Kanas e Bogeda (regione del Xinjiang, Cina Nord-Ovest), 2°)Biodeversità marina (regione del Guangxi, Cina Sud-Est). Nel 2010 avrà inizio il progetto DEMETRA LIFE+ che intende definire indici di rischi indotti dalle colture transgeniche sugli ecosistemi; in tale ambito ci occuperemo della misura dei parametri meteorologici e del campionamento dei pollini. Nel 2010 si terrà,a Livorno, il 3°Simposio "Il Monitoraggio Costiero Mediterraneo"

Stato dell'arte L'attività di edutainment (educare-divertendo) su tematiche ambientali, iniziata nel 2006 con l'Area Marina Protetta Sinis-MaldiVentre(Cabras-OR) ha portato alla realizzazione del Centro didattico dell'AMP di Cabras, inaugurato nel novembre 2008. Il Centro ha lo scopo di mostrare ai visitatori la funzionalità degli strumenti meteorologici e gli apparati per la conversione delle energie meteorologiche in energia elettrica. La consulenza al Ministero degli Esteri doveva riguardare solo il trasferimento di competenze scientifiche e tecnologiche nelle due regioni precedentemente indicate; di fatto ci ha coinvolto anche nella stesura e attuazione dei progetti per la soluzione dei gravi problemi ambientali derivanti dal loro eccessivamente rapido sviluppo. Al momento (fine 2008, inizio 2009) come conseguenza delle Olimpiadi di agosto e degli scontri politici successivi, non abbiamo potuto riprendere i lavori. Per quanto riguarda la camera bentica, non esistono realizzazioni capaci di funzionare fino alla profondità da noi prevista (40 m) per problemi di ricircolo e di rinnovo dell'acqua al suo interno.


Azioni

Attività da svolgere 1) Nell'ambito della collaborazione con l'Area Marina Protetta Sinis-MaldiVentre (Comune di Cabras-OR), si prevede di completare il Centro di Educazione Ambientale. A tal fine è previsto: lo sviluppo di software di presentazione, su monitor di grandi dimensioni, di dati meteorologici e ambientali, la modellizzazione di altri fenomeni meteo-marini, la realizzazione di apparati didattici per la conversione di grandezze meteo-ambientali in energia elettrica e/o termica, ecc. 2) Nell'ambito del programma "Master and Back" della Regione Sardegna, per tutto il 2009 si terrà un programma di tirocinio su "Monitoraggio ambientale e GIS". Il programma è rivolto a giovani laureati con indirizzo geografico-umanistico, quindi non sufficientemente edotti sulle metodologie e gli strumenti per la misura, il monitoraggio e l'analisi dell'ambiente; il tirocinio si propone di colmare tali lacune. 3) Il progetto VECTOR, a cui partecipiamo come collaboratori del Dipartimento di Biologia dell'Università di Pisa, prevede lo studio degli scambi gassosi fra posidonia oceanica e acqua marina. A tal fine il nostro gruppo dovrà realizzare una camera bentica, che sarà posta su piante di posidonia oceanica a circa 40m di profondità. La particolare utilizzazione ci porta a dover risolvere alcuni problemi costruttivi, quali ad esempio, il ricircolo e il rinnovo dell'acqua all'interno della camera. 4) Consulenza al Ministero degli Affari Esteri per la: - Stesura di un progetto di monitoraggio e gestione dei monti nei parchi naturali di Kanas e Bogeda (Regione dello Xinjiang Cina Nord-occidentale). - Stesura di un progetto di monitoraggio e tutela della qualità delle acque e della diversità biologica del golfo del Tonchino (Regione del Guangxi Cina Sud-orientale). - Stesura di programmi didattici per la formazione di personale tecnico-operativo (da tenersi in Cina) e di personale dirigente (da tenersi in Italia). 5) In riferimento al progetto DEMETRA LIFE+, che inizierà nel 2010, nel 2009 dovremo rapportarci con tutti i partecipanti, per stabilire il ruolo di ciascuno e procedere così alla stesura del progetto operativo. 6) Organizzazione del III Simposio "Il Monitoraggio Costiero Mediterraneo: problematiche e tecniche di misura", Livorno 2010; nel 2009 si procederà alla chiamata e alla valutazione dei lavori nonché all'organizzazione della sede in cui il Simposio si svolgerà.

Punti critici e azioni da svolgere I punti critici della Commessa sono due ed entrambi di tipo politico-amministrativo. 1) Area Marina Protetta Penisola del Sinis – Isola di MaldiVentre (Comune di Cabras, Oristano): a tutt'oggi (fine 2008) la nuova Giunta Comunale, nata dopo le elezioni amministrative del giugno 2008, non ha ancora nominato un nuovo direttore dell'AMP. La mancata nomina del direttore rischia di rallentare la prosecuzione dell'attività di collaborazione e di far slittare la stipula di una Convenzione per l'avvio di nuovi lavori per il Centro di Educazione Ambientale, quali: realizzazione di software di presentazione di dati meteorologici e ambientali, modellizzazione di alcuni fenomeni meteo-marini, realizzazione di apparati didattici per la conversione di grandezze meteo-ambientali in energia elettrica e/o termica, ecc. 2) L'instabilità politica di alcune regioni cinesi (in particolare le sommosse nella zona Nord-occidentale), iniziata successivamente alle Olimpiadi di agosto 2008, potrebbe perdurare anche nel 2009 e creare ulteriori difficoltà allo svolgimento della seconda Visita di Formulazione relativa ai progetti 1°)Riserve naturali di Kanas e Bogeda (Regione Xinijang, Cina Nord-occidentale), 2°)Biodeversità marina (Regione del Guangxi, Cina Sud-orientale). La conseguenza di ciò potrebbe essere uno slittamento della firma dell'accordo fra le due università cinesi coinvolte e il Ministero degli Affari Esteri (tramite l'Ambasciata di Pechino, per la quale il nostro gruppo svolge attività di consulenza tecnico-scientifica).


Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Le competenze, necessarie allo sviluppo delle Tematiche di Ricerca indicate, possono essere distinte in quattro categorie: A) Ingegneristiche: strumenti di misura e monitoraggio; modelli matematici; elaborazioni di immagini analogiche e digitali. B) Meteorologiche: meteorologia costiera e marina; meteorologia sinottica. C) Geologiche: geoelettrica; georadar; geomorfologia; previsione e gestione dei fenomeni di instabilità; idrodinamismo. D) Biologiche: biologia fluviale e marina; biodiversità; inquinamento marino e costiero.

Strumentazione GIS GPS Differenziale Laboratorio elaborazione immagini: hardware e software per correggere, georeferenziare, ecc. immagini

analogiche e digitali in varie bande spettrali. Laboratorio meccanico: macchine utensili (tornio, fresatrice, scartatrice, ecc.) e utensileria da banco. Laboratorio elettronico: oscilloscopio, simulatore di reti e circuiti, analizzatore di segnali, analizzatore di reti,

generatore di forme d'onda, multimetri, ponte RLC, registratori, ecc. Laboratorio informatico: software vari (Matlab, LabView ecc.). Attrezzatura subacquea: computer, fotocamera, telecamera, dotazione personale per immersioni, ecc. Quattro stazioni meteorologiche standard, integrate con sensori per la misura della radiazione solare ultravioletta

nelle gamme A e B.

Tecniche di indagine Per quanto riguarda la consulenza al Ministero degli Esteri relativamente alla cooperazione con la Cina dobbiamo distinguere tra i due siti.Per la regione dello Xinjiang si integreranno dati di remote sensing con dati di altri strumenti di gestione delle informazioni,in particolare i GIS.Per la regione del Guangxi si studieranno quali-quantitativamente le portate dei fiumi,la qualità delle acque marine e dei fondali(analisi chimico-fisiche),la dinamica delle masse d'acqua e la meteorologia costiera.A queste misure saranno associati rilevamenti bionomici(animali e vegetali).La cooperazione prevede corsi di formazione da svolgere in Cina e in Italia. Per il progetto VECTOR sarà realizzata una camera bentica che sarà posta su piante di posidonia oceanica a circa 40m di profondità.Le misure delle variazioni dei gas disciolti nell'acqua contenuta nella camera daranno una misura dell'attività fotosintetica di queste piante. Per il progetto DEMETRA, oltre all'analisi di correlazione fra emissione di pollini e condizioni meteorologiche,si studierà la possibilità di realizzare un sistema neurale per il riconoscimento automatico dei pollini.

Tecnologie Per l'analisi del territorio: Software per l'elaborazione delle immagini; GIS; Prospezioni geoelettriche e georadar. Per la progettazione di strumenti: Autocad per disegni e grafici; LabView per schemi e simulazioni. Per progettazione dei modelli: MatLab; Statistica. Per l'analisi di campioni animali e vegetali: Strumenti per le analisi chimiche e biochimiche; Strumenti per analisi chimico-fisiche


Collaborazioni (partner e committenti) CNR-IBIMET Sede di Firenze CNR-IBAF Sede di Napoli CNR-ISMAR Sede di Venezia CNR-IFAC Sede di Firenze CNR-ISAFOM Sede di Rende (CS) Dipartimento di Zoologia e Antropologia Biologica Università di Sassari Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali Forestali Università di Firenze Dipartimento di Teorie e Ricerche dei Sistemi Culturali Università di Sassari Dipartimento di Scienze Umanistiche e dell'Antichità Università di Sassari Dipartimento di Scienze Archeologiche Storiche e Artistiche Università di Cagliari Dipartimento di Scienze della Terra Università di Firenze Dipartimento di Biologia Università di Pisa Dipartimento di Botanica ed Ecologia Vegetale Facoltà di Scienze MFN Università di Sassari Ministero Affari Esteri, Direzione Generale della Cooperazione allo Sviluppo, Unità Tecnica Centrale-Ambiente Roma Area Marina Protetta (AMP) della Penisola del Sinis e Isola di Mal di Ventre (Comune di Cabras, OR) CeSIA- Accademia dei Georgofili Firenze Fondazione Giambattista Vico (Vatolla, SA)

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate 1) Con l'insediamento un nuovo Direttore dell'Area Marina Protetta Sinis-MaldiVentre, si procederà alla stipula di una Convenzione per l'avvio di nuovi lavori nel Centro di Educazione Ambientale: realizzazione di software di presentazione di dati meteorologici e ambientali, modellizzazione di alcuni fenomeni meteo-marini, realizzazione di apparati didattici per la conversione di grandezze meteo-ambientali in energia elettrica e/o termica. 2) Dopo un primo periodo di collaborazione con il Ministero Affari Esteri, Direzione Generale della Cooperazione allo Sviluppo, Unità Tecnica Centrale-Ambiente, durante il quale ci siamo "calibrati a vicenda", riteniamo utile dare al rapporto fra il Ministero e l'Istituto una formalizzazione più forte stabilendo un accordo fra i due attraverso gli uffici competenti del CNR. Questo consentirebbe non solo di avere rimborsi per il personale e le spese vive, ma anche una remunerazione per l'Istituto che mette a disposizione del Ministero, relativamente alle attività concordate, alcune unità di personale e strutture organizzative. 3) Progetto DEMETRA LIFE+ (inizio delle attività previsto per il 2010): nel 2009 si procederà alla stesura, di concerto con tutti gli altri partecipanti, del progetto operativo articolato nelle diverse fasi relative a ciascun gruppo di studio. Successivamente, con l'approvazione della Regione Toscana (coordinatore del Progetto) si procederà alla stipula del contratto.

Finalità

Obiettivi Completamento di un Centro di Educazione Ambientale per conto dell'Area Marina Protetta Penisola del Sinis e

Isola di Mal di Ventre (Comune di Cabras-OR). Stesura di un progetto di monitoraggio e gestione dei monti nei parchi naturali di Kanas e Bogeda (Patrimonio

Unesco) nella regione del Xinjiang (Cina). Stesura di un progetto di monitoraggio e tutela della qualità delle acque e della diversità biologica del mare

prospiciente la regione del Guangxi (Cina). Svolgimento del III Simposio "Il Monitoraggio Costiero Mediterraneo: problematiche e tecniche di misura",

Livorno 2010, e pubblicazione degli Atti relativi. Progettazione e realizzazione di camera bentica per analisi di scambi gassosi nella zona eufotica. Studio di fattibilità di analizzatore automatico di pollini.


Risultati attesi nell'anno 1) Nell'ipotesi auspicabile che si riesca a firmare una nuova Convenzione coll'AMP Sinis-MaldiVentre (Cabras-OR), si prevede per il completamento del Centro di Educazione Ambientale: la realizzazione di software di presentazione di dati meteorologici e ambientali; la modellizzazione di alcuni fenomeni meteo-marini, la realizzazione di apparati didattici per la conversione di grandezze meteo-ambientali in energia elettrica e/o termica. 2) Conclusione del programma di tirocinio su "Monitoraggio ambientale e GIS" rivolto a giovani laureati con indirizzo geografico-umanistico al fine dell'acquisizione di competenze sulle metodologie e gli strumenti per la misura, il monitoraggio e l'analisi dell'ambiente. 3) Progetto VECTOR (in collaborazione con il Dipartimento di Biologia dell'Università di Pisa): realizzazione e installazione di una camera bentica per analisi di scambi gassosi nella zona eufotica. La camera verrà installata su piante di posidonia oceanica a circa 40m di profondità. 4) Se saranno superati i problemi politici, che dall'agosto 2008 turbano le regioni nord-occidentali) della Cina, sarà effettuata una seconda Visita di Formulazione nelle regioni cinesi dello Xinjiang (progetto parchi naturali di Bogeda e Kanas) e dello Guangxi (progetto biodiversità marina) 5) Nell'ambito dell'organizzazione del III Simposio "Il Monitoraggio Costiero Mediterraneo: problematiche e tecniche di misura", Livorno 2010, si effettuerà la selezione dei lavori per l'orale e per i poster.

Potenziale impiego - per processi produttivi - per risposte a bisogni individuali e collettivi Sotto questo aspetto è fondamentale l'attività didattica che si concretizza col: -Centro di Educazione Ambientale,da noi realizzato per conto dell'AMP di Cabras,per il quale siamo impegnati a formare il"personale guida". -Progetto Xinjiang/Guangxi per il quale in Cina formeremo il personale tecnico-operativo e in Italia quello dirigente. -Simposio Il Monitoraggio Costiero Mediterraneo,Livorno 2010,verranno pubblicati i risultati dei lavori scientifici suddivisi nelle sei sessioni: I) Evoluzione della linea di costa ed erosione costiera II) Vegetazione costiera: dinamica e protezione III) Gestione e tutela integrata delle coste: profili economici e giuridici IV) Antropizzazione costiera: uso e recupero del territorio V) Fondali, flora e vegetazione marina, qualità delle acque VI) Patrimonio culturale e paesaggio, costiero e subacqueo - Camera bentica: lo studio sugli scambi gassosi subacquei fra piante (posidonia oceanica) e acqua, consentirà di stabilire la vitalità della vegetazione e della fauna che intorno ad essa e di essa vive; in altre parole consentirà di dare un indice di produttività del mare. Moduli

Modulo: Sviluppo di competenze Istituto esecutore: Istituto di biometeorologia Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari


Metodi di analisi, modelli e indicatori per il monitoraggio degli ecosistemi mediterranei Dati generali

Progetto: Sviluppo rurale e territorio Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di biometeorologia Sede principale svolgimento: Sede di Sassari Dip. di prevista afferenza: Agroalimentare Responsabile indicato: PIERPAOLO DUCE Temi

Tematiche di ricerca Le attività sono finalizzate allo sviluppo di sistemi di simulazione e previsione per la gestione delle risorse agro-ambientali e alla valorizzazione delle risorse rurali: 1a) messa a punto e validazione di indici di rischio della pericolosità degli incendi basati su osservazioni land surface-atmosfera; 1b) messa a punto di metodologie sperimentali per la determinazione dell'infiammabilità della biomassa della macchia e dei boschi mediterranei, 1c) calibrazione e validazione di modelli di simulazione delle modalità di propagazione degli incendi; 1d) sviluppo di sistemi integrati per il monitoraggio e la mappatura della vegetazione; 2) messa a punto di procedure per la valutazione del rischio climatico per gli ecosistemi agricoli e naturali mediterranei; 3) sviluppo e applicazione di tecniche di biomonitoraggio; 4) analisi e modellazione delle emissioni polliniche; 5) analisi delle potenzialità economiche e produttive di produzioni no-food per il settore tessile (piante tintorie e lana); 6) determinazione del sequestro netto di carbonio di ecosistemi forestali mediterranei; 7) modellazione dei processi di erosione del suolo (erosione idrica superficiale, diffusa e incanalata).

Stato dell'arte Gli ecosistemi mediterranei hanno subito, nel corso dei millenni, profondi mutamenti, il più delle volte determinati dalle attività umane. Negli ultimi decenni la pressione antropica è notevolmente aumentata e i suoi effetti negativi si sono resi sempre più evidenti. Gli ecosistemi dell'area mediterranea costituiscono un patrimonio inestimabile, poiché rappresentano, da un punto di vista ecologico, un'importante fonte di biodiversità e, da un punto di vista sociale, un essenziale elemento di arricchimento economico e culturale. Gli ecosistemi mediterranei sono particolarmente vulnerabili alle alterazioni di origine naturale e antropica. Inoltre, le limitate conoscenze delle risposte alle variazioni del clima da parte degli habitat e degli ecosistemi mediterranei hanno determinato un ritardo sia nella modellazione della loro funzionalità sia nella conseguente messa a punto dei programmi di conservazione e delle politiche per uno sviluppo sostenibile. In questo contesto si inseriscono le ricerche condotte nell'ambito di questa commessa che è fortemente orientata allo studio e sviluppo di "buone pratiche" per la tutela, conservazione e gestione degli ecosistemi mediterranei.


Azioni

Attività da svolgere Le attività da svolgere nel prossimo periodo di programmazione saranno: 1. Collaborazione con l'Università di Sassari nella realizzazione del "Centro Euro Mediterraneo per i Cambiamenti Climatici – CMCC". L'accordo prevede la realizzazione delle seguenti attività di ricerca: - calibrazione e validazione di specifici modelli di crescita e sviluppo delle colture agrarie mediterranee, al fine di fornire a) linee guida e strumenti di supporto decisionale per una gestione sostenibile dei sistemi agrari, e b) analisi di scenario sugli effetti a scala locale e regionale degli scenari climatici futuri. - sviluppo e implementazione di un modello per la previsione della propagazione degli incendi boschivi, con l'obiettivo di a) fornire uno strumento previsionale da utilizzare come supporto operativo nelle campagne antincendio, e b) simulare gli effetti dell'innesco e della propagazione di incendi in aree ad elevato interesse naturalistico e produrre mappe probabilistiche dei danni potenziali. 2. Consorzio Europeo INCREASE – "An INtegrated Network on Climate REsearch Activities on Shrubland Ecosystems", nell'ambito del bando FP7 Research Infrastructure . Il progetto (capofila University of Copenhagen, Division of Forest and Landscape Ecology) rappresenta un network di sei infrastrutture di ricerca per esperimenti di manipolazione climatica di pieno campo al fine di valutare quantitativamente gli effetti del clima su ecosistemi arbustivi europei. Lo staff di questo gruppo di lavoro parteciperà (i) alle varie attività di networking, con una specifica responsabilità nello sviluppo di un database dei dati e metadati provenienti dalle sei infrastrutture, e (ii) ad alcune attività di ricerca, con specifico riferimento al perfezionamento delle tecniche di manipolazione climatica, allo sviluppo di un sistema di ripresa digitale per il monitoraggio degli eventi fenologici, e allo sviluppo di un bilancio idrico semplificato del sistema suolo-vegetazione-atmosfera. 3. Consorzio Europeo BRIDGE – "SustainaBle uRban plannIng Decision support accountinG for urban mEtabolism", nell'ambito del bando FP7-ENV-2007-1. I principali obiettivi di BRIDGE consistono nel contribuire a colmare il gap esistente tra scienze bio-fisiche e pianificazione urbana, illustrare i vantaggi economici del considerare le tematiche ambientali come base nelle decisioni di pianificazione urbana, fornire mezzi quantitativi per stimare le varie componenti del metabolismo urbano e supportare lo sviluppo di strategie di pianificazione sostenibile per disaccoppiare l'uso delle risorse e lo sviluppo economico. Lo staff di questo team di ricerca sarà coinvolto nella realizzazione di campagne di biomonitoraggio di inquinanti inorganici e nella modellazione delle interazioni superficie-atmosfera attraverso il modello ACASA (Advanced Canopy Atmosphere Soil Algorithm), in collaborazione con il CMCC e il CNR-ISAFOM. 4. Commessa Ente Foreste della Sardegna per la realizzazione di prodotti informatici (DSM e DTM) e ortofotocarte rilevati con tecnologia LiDAR e iperspettrale. Questo progetto sarà realizzato in collaborazione con Aeronike srl (capofila), il Centro Interdipartimentale di Ingegneria e Scienze Ambientali dell'Università di Cagliari, Geocart srl, e l'Istituto Nazionale di Oceanografia e Geofisica Sperimentale. Le attività del nostro staff di ricerca consisteranno nella caratterizzazione specifica e biometrica di aree a vegetazione naturale e semi-naturale mediante campionamenti a terra, misure radiometriche e rilievi sperimentali con sistema laser 3D a scansione terrestre, strumento in via di acquisizione nell'ambito dell'accordo di programma CNR-MiUR. Nel corso del prossimo periodo di programmazione proseguiranno inoltre le seguenti iniziative: 1. Partecipazione alle attività del Consorzio CCT APRAS, per il quale il CNR ha in corso di perfezionamento l'adesione. 2. Conclusione delle attività del progetto "Colore e Tradizione", in collaborazione con Sardegna Ricerche e alcune piccole realtà imprenditoriali della Sardegna, i cui fini sono (i) realizzare uno studio di prefattibilità per la messa a punto di un impianto di estrazione di estratti di pigmenti a uso tessile, (ii) caratterizzare qualitativamente e quantitativamente i coloranti al fine di avviare un percorso di tracciabilità a garanzia della trasparenza nei processi di lavorazione e della qualità del prodotto tintorio, e (iii) "misurare" l'insieme delle proprietà filtranti (UV), antiradicaliche e antiossidanti, e antimicotiche degli estratti e di tessuti campionati. 3. Prosecuzione del rapporto di collaborazione con l'Ente Parco Isola dell'Asinara per la gestione e valorizzazione dell'Osservatorio meteo-ambientale installato sull'isola.


Proseguiranno infine le attività di misura dei flussi superficiali in sistemi agrari e forestali, lo studio dei processi di erosione idrica superficiale e le iniziative con il mondo della scuola per sviluppo moduli didattici innovativi per materie scientifiche.

Punti critici e azioni da svolgere In relazione alle attività previste non sono rilevabili particolari punti critici né particolari azioni da svolgere per rimuovere eventuali criticità. Rimangono le criticità strutturali già evidenziate nella sezione dedicata allo stato di avanzamento delle attività. Infatti, la realizzazione delle ricerche e ancora di più il mantenimento dello stesso livello di operatività sono subordinati al mantenimento di adeguati livelli di cooperazione con altri enti e gruppi di ricerca nazionali e internazionali, e questo a fronte di un supporto finanziario da parte dell'Ente pressoché nullo. Ciò determina la necessità di dedicare un rilevante sforzo al reperimento di risorse economiche non solo per la realizzazione delle attività di ricerca proposte ma anche per coprire una parte importante di spese non direttamente connesse all'attività di ricerca. In sostanza, volendo continuare a operare siamo costretti a recuperare fondi esterni per il soddisfacimento delle esigenze "vitali" dell'Istituto: gran parte delle spese generali, materiali vari, materiale bibiliografico, altre spese correnti, manutenzione strumentazioni, ecc. Un punto particolarmente critico che ne deriva è una sorta di cortocircuito tra fase di programmazione e fase di realizzazione delle attività. Le attività che si possono realmente svolgere sono legate in gran parte al numero e all'importanza delle risorse esterne per le quali si compete e al successo delle diverse proposte progettuali. Con una conseguente, continua e inevitabile revisione della fase di programmazione rispetto a quella realizzativa. Per quanto questo processo possa in qualche misura essere tenuto sotto controllo, è evidente il pericolo di una deriva e di una perdita di specificità del gruppo di ricerca. Ma, al momento, sembra non si possa far altro che prendere atto di questa criticità e sforzarsi di competere per il reperimento di fondi. Ancora, un secondo punto strutturale particolarmente critico è rappresentato dalle difficoltà che si incontrano nell'inserire giovani ricercatori nel gruppo di lavoro. Questo deriva dall'annoso problema del blocco delle assunzioni e dalla scarsa capacità di "attrazione" che il mondo della ricerca ha nei confronti dei giovani. I vari paletti posti per il contenimento della spesa nel settore pubblico e i vincoli imposti nell'utilizzo di personale esterno rendono sempre più difficile includere giovani ricercatori nel gruppo di lavoro, se non in maniera estemporanea e transitoria, senza garanzie di continuità nel tempo e con un frustrante dispendio di tempo ed energie nella stessa fase di addestramento e avvio alle attività dei giovani che si riescono ad attirare. La sensazione complessiva è di trovarsi in una situazione di grande criticità (non la commessa, ma l'intero sistema) in cui poco si può fare se non cercare di non affondare, parafrasando De Rita, nella "mucillagine" che tiene insieme tutte le componenti semplicemente perché accostate, non perché siano integrate.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine L'insieme delle attività svolte nell'ambito di questa commessa richiede un ampio spettro di competenze (agronomiche, bio-fisiche, ecologiche, ecofisiologiche, matematiche, statistiche, ingegneristiche, ecc.) al fine sia di garantire un approccio multi- e transdisciplinare insito nelle tematiche affrontate sia di coprire le diverse linee di attività in cui è articolata. Tali competenze, in gran parte garantite dal personale interno, consentono l'elaborazione e l'interpretazione dei dati territoriali utilizzando tecniche di modellazione degli ecosistemi agroforestali, modellistica ambientale e strumenti GIS. Le competenze in ecologia, ecofisiologia e scienze agrarie garantiscono le conoscenze di base per l'analisi degli ecosistemi agrari e forestali, mentre le competenze bio-fisiche, micrometeorologiche, ingegneristiche e statistiche consentono la messa a punto di modelli di simulazione e lo sviluppo di strumenti operativi per l'analisi dei rischi e la gestione sostenibile degli ecosistemi.

Strumentazione Le attività di questa commessa prevedono attività sia di laboratorio sia di pieno campo. La dotazione di apparecchiature utilizzate in laboratorio consiste in: due laboratori, di elettronica e di meccanica, necessari per la realizzazione di nuovi strumenti e per la

manutenzione e gestione dei sistemi di misura da pieno campo un laboratorio di calibrazione radiometrico, per misure nel visibile e nell'infrarosso un laboratorio di informatica, con applicazioni GIS, software di analisi immagini, supporti statistici e sistemi di

gestione di data base relazionali. Altre apparecchiature sono state sviluppate nell'ambito di progetti: ad esempio, un epiradiatore per la caratterizzazione dell'infiammabilità del materiale vegetale. I dispositivi di misura da pieno campo sono al momento appena sufficienti per le attività in corso, e presentano, talvolta, problemi di obsolescenza. La dotazione consiste in sistemi per osservazioni meteorologiche di interesse biologico. Inoltre, sono utilizzati sistemi di misura per osservazioni ecofisiologiche, strumenti per la caratterizzazione fisica dei suoli, e apparecchiature per simulazioni climatiche e prove di pieno campo.


Tecniche di indagine Per lo svolgimento della maggior parte delle attività sperimentali e di analisi ci si avvale delle tecniche più affidabili e consolidate di ciascun settore, sviluppando nel contempo alcune tecniche originali per il monitoraggio e l'analisi degli ecosistemi terrestri. In particolare tecniche micrometeorologiche (di correlazione turbolenta, di surface renewal, ecc.) per il monitoraggio dei flussi superficiali; tecniche di mappatura agroclimatica e di eventi di rischio basate su protocolli di misura, piattaforme GIS e modellistica a scala locale o territoriale; tecniche per la valutazione del rischio potenziale di incendi ed erosione del suolo; manipolazioni climatiche in pieno campo per la comprensione degli effetti dei cambiamenti e della variabilità climatica; tecniche e scale fenologiche per l'osservazione della fenologia in ecosistemi agrari e naturali; tecniche di biomonitoraggio per la valutazione del carico di microinquinanti inorganici nell'atmosfera e per la valutazione dell'impatto sulla vegetazione agraria e naturale.

Tecnologie Metodi micrometeo per la definizione di indici di rischio incendi boschivi, metodologie integrate per la valutazione del degrado ambientale connesso agli incendi boschivi; metodologie sperimentali per parametrizzare le caratteristiche della vegetazione mediterranea; metodologie di modellazione delle modalità di propagazione del fuoco; tecniche micrometeo e modelli per la quantificazione degli scambi superficiali; metodologie per la modellazione dei processi di crescita e sviluppo delle colture agrarie e per la valutazione dell'impatto dei cambiamenti climatici in agricoltura; metodologie di classificazione agroclimatica per la definizione del rischio climatico delle colture e degli areali mediterranei; sistemi automatizzati di manipolazione climatica in pieno campo per lo studio e l'analisi degli effetti dei cambiamenti e della variabilità climatica; metodologie per lo studio e la modellazione dei processi di erosione idrica superficiale; modellistica micrometeo a piccola scala ad uso agrometeorologico.

Collaborazioni (partner e committenti) Diverse sono le collaborazioni a livello regionale, nazionale e internazionale. Sono state attivate collaborazioni di Cooperazione Internazionale, tenuto anche conto del ruolo che la Regione Sardegna svolge nell'ambito dei rapporti con i Paesi del sud del Mediterraneo. Al fine di consolidare le collaborazioni, sono stati formalizzate partnership con strutture universitarie e imprese private. Inoltre, per iniziativa di questo gruppo di ricerca, l'IBIMET è socio del Centro di Competenza Tecnologica su Analisi e Prevenzione del Rischio Ambientale della Sardegna – Consorzio CCT APRAS. A livello internazionale sono state consolidate e avviate alcune collaborazioni nell'ambito di progetti FP7 finanziati dall'EU. Quadro di sintesi dei principali partner e committenti. incendi boschivi (tematica 1): Univ. Sassari, Cagliari, Tuscia, Centro euro-Mediterraneo per i Cambiamenti

Climatici – CMCC, Consorzio Interuniv. Monitoraggio Ambientale – CIMA, Corpo Forestale e di Vigilanza Ambientale Regione Sardegna – CFVA RAS, AERONIKE srl, SUPERELECTRIC sas (partners), MiUR, RAS (committenti).

cambiamenti climatici (2): Univ. Sassari, CMCC, INRA Marocco, FAO, Agenzia per la ricerca scientifica nel settore agricolo – AGRIS Sardegna, Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente della Sardegna – ARPAS (partners), RAS, CMCC (committenti)

biomonitoraggio (3): Univ. Cagliari, SARAS Ricerche e Tecnologie – SARTEC (partners), SARTEC, EU(committenti)

emissioni polliniche (4): Osservatorio Aerobiologico Sassari, CNR IBIM (partners), CNR IBIM (committente) produzioni no-food (5): AGRIS Sardegna, Univ. di Firenze (partners), Sardegna Ricerche (committente) sequestro carbonio (6): Univ. Sassari, Tuscia (partner), Univ. Sassari (committente) erosione suolo (7): Univ. Sassari, Firenze, Bologna, CNR-IRPI (partners), Univ. Sassari (committente). Altri committenti/partner: istituzioni scolastiche, Parco Nazionale dell'Asinara, Ente Foreste della Sardegna.


Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Per quanto riguarda le iniziative già concluse per l'acquisizione di nuove entrate e per le quali si è in attesa degli esiti della procedura di valutazione, si segnalano: 1. Progetto Operativo Italia-Francia Marittimo. Bando progetti semplici. In collaborazione con Regione Liguria (capofila), Université de Corse, Regione Sardegna, ARPA Sardegna e Università di Sassari è stato richiesto il finanziamento del progetto PROTERINA C "Un sistema di previsione e prevenzione dell'impatto variabilità delle condizioni climatiche sulla variabilità del rischio per l'ambiente vegetato ed urbano". L'obiettivo generale del progetto è di fornire alle aree interessate (Corsica, Liguria e Sardegna), che presentano tra loro forti analogie morfologiche e di utilizzo del territorio, strumenti comuni per contrastare gli effetti negativi della variabilità del clima sulle condizioni di rischio. Il coinvolgimento dello staff IBIMET riguarda le attività dedicate all'approfondimento della conoscenza e allo sviluppo di modelli in grado di valutare la pericolosità da incendi boschivi, anche in relazione alla variabilità del clima. A questo proposito è prevista l'adozione di una piattaforma unica integrata per la previsione dei rischi idrogeologico e da incendi, nonché l'identificazione di azioni pilota per la riqualificazione dei territori a rischio, anche attraverso l'identificazione di pratiche sostenibili di utilizzo del suolo. Elementi chiave sono i programmi di formazione per gli enti locali e le campagne di informazione rivolte alla popolazione soggetta al rischio. Infine sono previste attività di disseminazione dei risultati tramite lo svolgimento di workshop e la redazione di pubblicazioni congiunte. 2. Progetto Operativo Italia-Francia Marittimo. Bando progetti semplici. In collaborazione con le province di Grosseto, Sassari, Medio Campidano, Agris Sardegna e la Chambre de Métiers et de l'Artisanat de la Haute Corse, è stato richiesto il finanziamento del progetto MED-Laine "A la recherche des couleurs et des tissus de la Méditerranée", di cui l'IBIMET è capofila. L'obiettivo generale è di valorizzare specie vegetali autoctone, food/no-food ad uso no-food, prevalentemente nel settore tessile-tintorio e le lane derivate da razze ovine autoctone, per la produzione di tessuti artigianali e materiali ad uso della bioedilizia, in una prospettiva di integrazione delle azioni di sviluppo e di innovazione con quelle di tutela della sostenibilità ambientale dei territori. I target sono rappresentate da microimprese e PMI dell'agricoltura, dell'artigianato e del turismo e da organismi che beneficiano direttamente e/o indirettamente dello sviluppo dei territori rurali. Le attività consisteranno nella caratterizzazione delle risorse locali e delle loro qualità intrinseche e sensoriali; l'integrazione di tali analisi con l'applicazione di strategie di marketing sensoriale ed ambientale dei territori come base di azioni che promuovano vicendevolmente la sostenibilità dei territori delle tre regioni del Tirreno. Iniziative in corso d'opera e in fase di conclusione riguardano i bandi FP7 in scadenza nei primi giorni del 2009. In particolare, si è entrati a far parte di due partnership per la presentazione di proposte progettuali sul bando ENV.1.3.1.1 Forest fires in the context of climate and social changes. Altre iniziative già avviate in una fase preliminare e la cui fase operativa è prevista agli inizi del 2009 riguardano il programma ENPI CBC MED "Cross-Border Cooperation within the European Neighbourhood and Partnership Instrument 2007-2013" i cui bandi sono previsti nei primi mesi del 2009 e di cui la Regione Sardegna è l'autorità di gestione. Ulteriori entrate potranno scaturire anche da programmi a carattere regionale, tra i quali si segnala il Programma d'attività 2008 per la promozione della ricerca e dell'innovazione in Sardegna, nel cui ambito sono previsti interventi a favore della ricerca di base (in diverse aree tra cui scienze della terra e ambiente e scienze della vita, con esclusione dei settori biomedico e sanitario) e borse di ricerca per i giovani ricercatori, per una spesa complessiva che supera i 21 milioni di euro.


Finalità

Obiettivi I principali obiettivi di questa commessa sono: fornire indicazioni per le strategie di gestione sostenibile degli ecosistemi valutare la vulnerabilità degli ecosistemi mediterranei sviluppare indicatori di rischio degli ecosistemi, per la pianificazione delle azioni da condurre nel breve, medio e

lungo termine analizzare la risposta degli ecosistemi mediterranei alle variazioni climatiche validare modelli di simulazione della crescita e dello sviluppo delle colture sviluppare metodologie di modellazione trasferibili in ambito operativo per le azioni di lotta antincendio e per gli

interventi post-incendio definire la sostenibilità economica, sociale e ambientale di alcune produzioni agricole no-food contribuire allo sviluppo di metodologie trasferibili in ambito operativo per la contabilizzazione del sequestro del

carbonio negli ecosistemi mediterranei sviluppare e rendere operative tecniche di biomonitoraggio per la determinazione dei microinquinanti inorganici

in atmosfera e per la valutazione del loro impatto sugli ecosistemi mediterranei instaurare e consolidare i rapporti di collaborazione e scambio con il mondo della scuola.

Risultati attesi nell'anno In relazione alle attività previste si attendono i seguenti risultati: calibrazione e validazione di specifici modelli di crescita e sviluppo delle colture agrarie mediterranee; sviluppo e implementazione di un modello per la previsione della propagazione degli incendi boschivi; partecipazione alle attività di networking nell'ambito del progetto FP7 Research Infrastructure INCREASE, con

particolare riferimento allo sviluppo un database di dati e metadati raccolti presso sei infrastrutture di ricerca dedicate a esperimenti di manipolazione climatica;

sempre nell'ambito del progetto INCREASE perfezionamento della tecnologia utilizzata negli esperimenti di manipolazione climatica;

progettazione di un sistema di ripresa digitale per il monitoraggio degli eventi fenologici (INCREASE); messa a punto di un bilancio idrico semplificato del sistema suolo-vegetazione-atmosfera (INCREASE); messa a punto di campagne di biomonitoraggio di inquinanti inorganici in ambiente urbano; avvio dell'attività di modellazione delle interazioni superficie-atmosfera attraverso il modello ACASA (Advanced

Canopy Atmosphere Soil Algorithm); avvio delle campagne di misura per la caratterizzazione specifica e biometrica di aree a vegetazione naturale e

semi-naturale mediante campionamenti a terra, misure radiometriche e rilievi sperimentali con sistema laser 3D a scansione terrestre;

nell'ambito del progetto "Colore e Tradizione" (Sardegna Ricerche), realizzazione di uno studio di prefattibilità per la messa a punto di un impianto di estrazione di estratti di pigmenti a uso tessile;

caratterizzazione qualitativa e quantitativa di coloranti naturali al fine di avviare un percorso di tracciabilità a garanzia della trasparenza nei processi di lavorazione e della qualità del prodotto tintorio (Sardegna Ricerche);

valutazione delle proprietà filtranti della radiazione ultravioletta garantita da coloranti naturali (Sardegna Ricerche);

valutazione delle proprietà antiradicaliche, antiossidanti e antimicotiche degli estratti di piante tintorie e di tessuti campionati (Sardegna Ricerche).

I risultati saranno documentati attraverso le relazioni tecniche di progetto, la presentazione in occasione di congressi e conferenze e la pubblicazione su riviste scientifiche.

Potenziale impiego - per processi produttivi Alcune attività, in particolare la modellistica agroforestale e agrometeorologica, sono finalizzate all'implementazione di metodologie, prototipi software e sistemi di supporto alle decisioni (simulazione di crescita e sviluppo delle colture, determinazione rischio climatico) che hanno ricadute tangibili e positive nel settore primario (associazioni di categoria e imprese) e nel mondo dei servizi innovativi per l'agricoltura e l'ambiente rurale. L'insieme delle attività è in ogni caso indirizzato al consolidamento dei collegamenti tra il mondo della ricerca da un lato e le istituzioni pubbliche e i privati dall'altro e, quindi, contribuisce al trasferimento delle conoscenze verso le realtà produttive locali e nazionali. Da questo punto di vista, è significativa la partecipazione al Consorzio CCT APRAS, in cooperazione con università e imprese, il cui scopo è di realizzare attività di promozione dello sviluppo scientifico e tecnologico delle piccole o medie imprese, favorendo il trasferimento tecnologico e l'innovazione erogando servizi tecnico-scientifici derivanti da attività di ricerca di eccellenza. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Le ricerche sono fortemente orientate allo sviluppo di "buone pratiche" per la tutela e gestione degli ecosistemi mediterranei e delle aree rurali garantendo il consolidamento di interazioni con le agenzie e gli enti di protezione


ambientale, con altri enti di ricerca, con gli enti e i servizi di assistenza tecnica in agricoltura, con le imprese del mondo rurale, e con la scuola. Ad esempio, gli studi sull'impatto dei cambiamenti climatici consentono di ottenere scenari utili per le attività di programmazione a medio e lungo termine delle amministrazioni pubbliche e nel garantire la sostenibilità d'uso di risorse limitate. Inoltre, la "filiera" di attività svolte nel settore degli incendi boschivi fornisce dati, informazioni e prodotti largamente richiesti dalle agenzie di protezione ambientale. Infine, alcune iniziative della commessa interagiscono con il sistema formativo regionale e nazionale con lo scopo di effettuare studi sui fabbisogni formativi nel settore del monitoraggio ambientale, di consolidare i rapporti tra laboratori di ricerca e mondo della scuola, e di sviluppare metodi di insegnamento ed apprendimento delle materie scientifiche più coinvolgenti per gli studenti. Moduli

Modulo: Metodi di analisi, modelli e indicatori per il monitoraggio degli ecosistemi mediterranei

Istituto esecutore: Istituto di biometeorologia Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari

Modulo: Intesa di Programma MIUR/CNR Istituto esecutore: Istituto di biometeorologia Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari


Basi bioagronomiche per lo sviluppo sostenibile di sistemi agropastorali e per il multiuso Dati generali

Progetto: Sviluppo sostenibile del sistema agroindustriale Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo Sede principale svolgimento: Sede di Sassari Dip. di prevista afferenza: Agroalimentare Responsabile indicato: SALVATORE CAREDDA Temi

Tematiche di ricerca Valutazione di specie foraggere e per il multiuso in purezza e in miscuglio. Collezione, conservazione, caratterizzazione, valorizzazione e impiego di specie erbacee native di interesse foraggero e/o uso multiplo. Caratterizzazione di rizobi e batteri endofiti di specie vegetali spontanee. Tecniche di quantificazione azotofissazione simbiotica. Meccanismi di aridoresistenza e di dormienza in specie perenni. Tecniche di produzione e raccolta sementi. Valorizzazione di biomasse erbacee per uso energetico. Caratterizzazione di sistemi agrosilvopastorali sostenibili. Pianificazione del territorio agrosilvopastorale. Innovazioni nel pastoralismo dei paesi mediterranei.

Stato dell'arte La tendenza verso un'agricoltura ecocompatibile e multifunzionale, la continua crescita dei sistemi colturali biologici, la crescente richiesta di proteine non OGM, contribuiscono a valorizzare le leguminose con i loro batteri simbionti anche nei sistemi colturali e foraggero zootecnici mediterranei. Tali presupposti giustificano il rinnovato interesse verso le leguminose impiegate in purezza o in miscuglio con graminacee, non solo per fini produttivi ma anche per accrescere l'efficienza e la sostenibilità dell'intero sistema produttivo. La scarsa disponibilità di varietà di specie da pascolo adatte al clima semi-arido mediterraneo ed ai sistemi di gestione agropastorali, stimola inoltre la ricerca di specie vegetali e microbiche isolate dalla flora spontanea, anche per usi non convenzionali rispetto a quelli produttivi, quali il recupero ambientale, la riduzione di rischi ambientali nelle aree semiaride e attualmente per la produzione di biomasse per uso energetico. Inoltre, a salvaguardia e potenziamento del pastoralismo, è necessario lo studio di tecniche di pianificazione dell'uso delle risorse foraggere. Azioni

Attività da svolgere Valutazione di specie o varietà da inserire in sistemi foraggero zootecnici sostenibili per il recupero ambientale al fine di aumentare l'efficienza economica e ambientale. 2. Isolamento e quantificazione di composti bioattivi e valutazione della capacità antiossidante di specie della flora spontanea in ambiente mediterraneo ed alpino. 3. Individuazione di specie erbacee native e dei loro rizobi o/e endofiti per impiego foraggero o per il multiuso (bioremediation, etc.). 4. Tecniche semplificate stima valore pastorale per pianificazione in aree forestali. 5. Individuazione di meccanismi di aridoresistenza in annue e perenni e di dormienza estiva nelle perenni. 6. Messa a punto di tecniche di gestione pastorale e non, per la riduzione dei rischi ambientali. 7. Individuazione strumenti e strategie di innovazione nel pastoralismo mediterraneo. 8. Valutazione di specie erbacee native per la produzione di biomasse ad uso energetico. 9 Introduzione in coltura di crisantemo e cardo mariano per produzione di fitomassa destinata, previo trattamento e miscelazione, all'alimentazione di monogastrici e ruminanti. 10. Messa a punto di un piano colturale per la costituzione di una catena di foraggiamento in asciutto per la produzione destagionalizzata di latte ovino. 11.Valutazione effetti da calpestio equino su inerbimenti di graminacee.12. Interventi su scala territoriale per la riduzione dei rischi ambientali attraverso la valorizzazione delle biodiversità locali.

Punti critici e azioni da svolgere 1.Quota finanziamento da fondi interni della commessa: entità e certezza di erogazione complessiva. 2.Gestione amministrativa di progetti comunitari che richiedono anticipi finanziari per l'avvio e la tempestiva rendicontazione. 3.Disponibilità di nuove risorse umane, ricercatori e tecnici. 4. A seguito del trasferimento nei nuovi locali della ricostituita Area di Sassari in regione Baldinca-Li Punti, è indispensabile il completamento delle strumentazioni di laboratorio. 5. Necessità temporanea di reclutare un tecnico per sostituzione di una unità di personale in mandato amministrativo

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine - Nell'ambito della commessa si integrano competenze agronomiche, ambientali, genetiche, fisiologiche, microbiologiche, chimiche, biochimiche e informatiche. In particolare competenze per le analisi qualitative dei foraggi, per le analisi fisico-meccaniche e chimiche dei terreni, per l'isolamento in coltura pura e caratterizzazione molecolare di microrganismi da tessuti vegetali, per le analisi vegetazionali su scala territoriale.


Strumentazione Apparecchiature per analisi fisico-meccaniche e chimiche dei terreni Apparecchiature per analisi chimico-bromatologiche foraggi Camere di crescita Macchine parcellari per operazioni di campo Termociclatore per PCR Macchina fotografica, computer e analisi software per acquisizione di immagini da gel elettroforetici Camere per elettroforesi Incubatore PHmetro Microscopio ottico Apparecchiature varie per la sterilizzazione e condizionamento di campioni.

Tecniche di indagine Le principali tecniche utilizzate sono: Metodi distruttivi e non per la stima della produzione di biomassa e della dinamica vegetazionale. GIS. Diluizione isotopica 15N. Isolamento dei batteri in coltura pura da tessuti vegetali, dopo sterilizzazione di superficie (etanolo, ipoclorito) e

coltivazione su piastre con substrati agarizzati di varia composizione. Metodi di lisi per le cellule batteriche e liberazione degli acidi nucleici; Amplificazione via reazione a catena della polimerasi (Polymerase Chain Reaction o PCR) del gene per la

subunità piccola dell'RNA ribosomale. Analisi ARDRA del DNA batterico. Sequenziamento DNA Ribosomico. Spettrofotometria UV/visibile.

Tecnologie Impiego del "simplex design" per la modellizzazione delle relazioni tra specie foraggere appartenenti a differenti gruppi funzionali utilizzate in miscuglio.

Collaborazioni (partner e committenti) Committenti:UE, Regione Autonoma della Sardegna, MiPAF, Consorzio latte (Macomer), Enti di Assistenza Tecnica. Partner: Dpt Sc. Agr. UNISS; UNITO, UNIPD, UNIF, UNIPG, UNIPA; INRA FR; INRA MAROCCO; IRA e INRA Tunisia, INAP Portogallo, UIB Spagna, Dpt Agricoltura Perth; CLIMA AUSTRALIA; Dpt. Microbiology, UNI Cornell USA; Dpt. Agr. READING, UK; ODARC; ICALPE; Russian Res. Inst. Agr. Microb. San Pietroburgo RUSSIA; Univ. di Kassel, Germania; CRA Lodi; Amm. Prov. Livorno; MRE, IE; INRAP, Entre Douro et Minho; Patronato Rodríguez Penalva; ANCOS Spagna, ANCGC Raza Murciano-Granadina, Spagna; AEC Cabra Malagueña, Spagna; CSIC Spagna, AGR Altiplano de Granada; ARSSA-Abruzzo; Dip. Sc. Ec. ed Est. UBNIPG; ARA Sardegna; Amm. Prov.Nuoro; Univ. Aristotele de Thessalonique- Dip. Prod. Anim.; SIAME Languedoc-Roussillon, Francia; CD d'Agriculture de la Lozère, Francia; Ass. Languedoc-Roussillon Elevage, Francia

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Oltre all'attesa dei risultati della valutazione di progetti presentati nel corso del 2008, verranno predisposti progetti in risposta a bandi regionali nazionali e comunitari. Inoltre sarà valutata di volta in volta l'opportunità di attivare convenzioni con Enti territoriali e comunità locali che richiedessero le competenze del personale tecnico e ricercatore.

Finalità

Obiettivi 1.Individuazione di specie o varietà da inserire in sistemi foraggero-zootecnici sostenibili al fine di aumentare l'efficienza economica e ambientale. 2. Messa a punto di tecniche di coltivazione e di raccolta (foraggi e sementi) convenzionali e biologiche. 3. Messa a punto di protocolli di analisi per una caratterizzazione qualitativa più approfondita delle specie o varietà da introdurre nei sistemi foraggero-zootecnici. 4. Individuazione di specie erbacee native e dei loro rizobi e/o endofiti per impiego foraggero o per il multiuso. 5. Individuazione di batteri simbionti con elevata efficienza nella fissazione dell'azoto e di associazioni pianta/microrganismi utili per interventi di bioremediation. 6. Individuazione di meccanismi di aridoresistenza in annue e perenni e di dormienza estiva nelle perenni. 7. Modellizzazione delle interazioni in miscugli con diverso grado di omogeneità. 8 Valorizzazione di specie spontanee per fini energetici. 9. Tecniche di stima del valore pastorale per la pianificazione agrosilvopastorale. 10. Individuazione di strumenti e strategie di innovazione nel pastoralismo mediterraneo.

Risultati attesi nell'anno Individuazione di specie vegetali e microbiche con potenzialità agronomiche per il settore foraggero, per il recupero ambientale e il multiuso. Messa a punto di protocolli di analisi per una caratterizzazione qualitativa più approfondita delle specie o varietà da introdurre nei sistemi foraggero-zootecnici. Avanzamento nelle conoscenze dei meccanismi


di dormienza in alcune graminacee perenni. Soluzioni tecniche innovative mediante la valorizzazione del germoplasma e la definizione di pacchetti gestionali aziendali per migliorare l'alimentazione del bestiame e la gestione sostenibile delle risorse naturali. Messa a punto di itinerari tecnici di raccolta meccanica di sementi di specie foraggere e per usi multipli. Completamento indagine conoscitiva di settore sul pastoralismo in Sardegna: produzioni finali. Identificazione, moltiplicazione e impiego su scala territoriale di specie vegetali di interesse per la prevenzione degli incendi e per usi multipli. Piano colturale per la produzione destagionalizzata di latte ovino di qualità in ambiente asciutto. Itinerari tecnici per produzione di fitomassa per scopi bioenergetici e, previo trattamento e miscelazione, per l'alimentazione di monogastrici e ruminanti.

Potenziale impiego - per processi produttivi Ottimizzazione sistemi colturali, implementazione di sistemi foraggeri sostenibili per aziende agrozootecniche in ambiente mediterraneo, imprese sementiere, aziende biologiche. - per processi decisionali linee guida per i decisori politici e gli enti pubblici interessati. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Recupero ambientale (aree manomesse, aree inquinate, etc.). Prevenzione incendi. Prevenzione erosione. Pianificazione aziendale e territoriale, gestione aree protette, riduzione input (concimi di sintesi, lavorazioni, irrigazione). Risposta ai cambiamenti climatici su scala agroambientale. Moduli

Modulo: Basi bioagronomiche per lo sviluppo sostenibile di sistemi agropastorali e per il multiuso

Istituto esecutore: Istituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari

Modulo: Intesa di Programma MIUR/CNR Istituto esecutore: Istituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari


Tecnologie sostenibili per la trasformazione, conservazione ed il confezionamento dei prodotti ortofrutticoli Dati generali

Progetto: Sviluppo sostenibile del sistema agroindustriale Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di scienze delle produzioni alimentari Sede principale svolgimento: Sede di Sassari Dip. di prevista afferenza: Agroalimentare Responsabile indicato: MARIO MAURO SCHIRRA Temi

Tematiche di ricerca L'azione prevede direttrici di studio inerenti: a) il mantenimento della qualità (caratteristiche estetiche, organolettiche, nutrizionali e salutistiche) degli ortofrutticoli durante le fasi di conservazione a regime di freddo, trasporto e condizioni simulate di mercato; b) la valorizzazione dei prodotti freschi mediante imballaggi con film plastici e/o trattamenti di cosmesi con sostanze eduli; c) la difesa postraccolta (controllo delle alterazioni microbiologiche, fisiologiche, cambiamenti metabolici, perdita in peso, danni meccanici, etc.) mediante tecnologie alternative ai trattamenti convenzionali che tengano conto della salute dell'uomo e degli animali e del rispetto dell'ambiente.

Stato dell'arte In seguito alla pressante richiesta dei consumatori di prodotti ortofrutticoli privi di residui da fitofarmaci e alle crescenti restrizioni legislative nel settore fitosanitario, vengono proposte nuove soluzioni per la difesa dalle alterazioni microbiologiche e fisiologiche postraccolta. Queste comprendono: il controllo biologico, i trattamenti con sostanze 'GRAS' (general recognised as safe), la termoterapia e i trattamenti con luce ultravioletta. In questi ultimi anni, inoltre, si registra un crescente interesse per le sostanze naturali come agenti antimicrobici o come composti di partenza per la sintesi di nuovi principi attivi. Grazie alla conoscenza della struttura e delle proprietà chimiche di queste sostanze naturali è stato possibile sintetizzare fungicidi di nuova generazione noti come 'naturali mimeticì che, rispetto ai precedenti formulati, hanno un più elevato grado di efficacia a basse dosi, un profilo tossicologico ed eco-tossicologico più favorevole e un diverso meccanismo di azione rispetto ai fungicidi di più vecchia generazione. Pertanto, questi nuovi fungicidi, sono particolarmente indicati per far fronte ai noti fenomeni di resistenza. Azioni

Attività da svolgere Proseguiranno le ricerche, finalizzate a ottimizzare l'uso di alcuni fungicidi di nuova generazione caratterizzati da bassa tossicità per l'uomo e da differenti meccanismi di azione e che sono in fase avanzata di sperimentazione in relazione alla loro capacità di contenere lo sviluppo dei penicilli e di altre alterazioni microbiologiche degli agrumi nella fase postraccolta. L'impiego di questi principi attivi sarà ottimizzato integrandone il loro uso con la termoterapia e con sostanze in grado di potenziarne l'efficacia. L'attenzione sarà focalizzata su alcune strobilurine-simili, anilinopirimidine e fenilpirroli la cui efficacia nei confronti dei penicilli, se utilizzati come miscele riscaldate, è risultata paragonabile a quella del TBZ e dell' IMZ. Al fine di ridurre i tempi di immersione che rappresentano uno dei maggiori ostacoli alla diffusione generalizzata della termoterapia nelle centrali agrumicole, particolare attenzione sarà rivolta all'ottimizzazione delle condizioni operative (tempi, temperature e concentrazioni di principio attivo). L'obiettivo di ottimizzare la performance dei nuovi principi attivi sarà perseguito anche associando ai fungicidi sostanze che possano migliorarne la distribuzione e la penetrazione nelle cere epicuticolari. Tra queste, oltre ai bicarbonati, saranno testate lecitine, acido gluconico, oli di origine vegetale ecc.. Il bicarbonato di sodio, per esempio, da solo non riesce a garantire un adeguato controllo dei marciumi, ma se associato all'IMZ o al TBZ ne aumenta notevolmente l'attività, porta ad una parziale solubilizzazione delle cere epicuticolari, mimando per certi aspetti l'effetto determinato dall'immersione in acqua calda e crea condizioni di pH sfavorevoli per lo sviluppo dei funghi. La dinamica di assorbimento e la persistenza dei principi attivi sarà valutata mediante analisi dei residui nelle diverse parti del frutti. Saranno svolte ricerche finalizzate a) al controllo dei danni da freddo e dei marciumi nelle arance pigmentate e nelle pomacee e drupacee durante il post-quarantena per la disinfestazione dei frutti dalla mosca mediterranea mediante immersione dei frutti in acqua calda a 50-56°C per 120-30 s; b) al controllo dei marciumi post-raccolta durante dell'uva da tavola, delle drupacee e pomodori mediante trattamenti con sostanze GRAS e/o pre-refrigerazione (idrocooling, air-forced cooling, icing), e/o trattamenti incrociati di termoterapia, composti naturali, naturali-simili e nuovi formulati a 'rilascio controllatò di principio attivo; d) al rallentamento della senescenza dei frutti mediante,


trattamenti capaci di ridurre la produzione di etilene (come ad es. 1-MCP) e conservazione e/o trasporto in atmosfera controllata (CA). Nell'ambito delle tematiche relative a sicurezza alimentare, gestione post-raccolta e compatibilità ambientale dei sistemi produttivi, saranno effettuate prove volte alla caratterizzazione e valorizzazione dei frutti di melograno e ficodindia. In particolare, sarà avviata una caratterizzazione qualitativa con metodologie convenzionali e non distruttive (spettometria NIR e su frutti interi e minimamente processati saranno effettuate prove di conservazione post-raccolta in atmosfera normale o modificata mediante l'uso di film plastici attivi. Saranno approfonditi gli aspetti relativi al comportamento metabolico dei frutti (in particolare respirazione e produzione di etilene), alle caratteristiche nutraceutiche e alla loro evoluzione nel post-raccolta anche in relazione alla e tipologia dei materiali innovativi utilizzati nel packaging. Sarà avviata una ricerca che si propone di: a) chiarire il ruolo della mobilità dell'acqua durante la maturazione nell'insorgenza dell'imbrunimento interno della pera "Camusina"; b) mettere a punto un modello matematico che correla i risultati della MRI con i dati di altri parametri della maturazione (respirazione, etilene, deformazione) del frutto; c) stabilire il limite massimo della maturazione oltre il quale inizia l'imbrunimento interno. Saranno impiegare tecnologie non-distruttive (ND) di tipo MRI nella determinazione della qualità interna dei frutti di pero (Pirus comunis).per studiare la dinamica dell'insorgenza dell'alterazione interna nota come 'ammezzimentò. La ricerca sarà effettuata sulla cultivar a maturazione precoce "Camusina", particolarmente soggetta all'ammezzimento. La natura non distruttiva dell'analisi offre interessanti applicazioni sul piano commerciale in quanto sarebbero in grado di fare un check-up in linea di più parametri 'sentinellà che lasciano supporre modificazioni o difetti interni al frutto, in grado di ridurre il loro valore qualitativo, permettendo di identificare e scartare dalla linea di lavorazione quelli a 'rischiò

Punti critici e azioni da svolgere Il conseguimento di tutti gli obiettivi sarà condizionato dalla puntualità dei finanziamenti dei progetti approvati Progetto Nazionale: Ricerche e sperimentazioni nel settore dell'agrumicoltura italiana-Difesa postraccolta dei frutti di agrumi mediante trattamenti di termoterapia combinati con formulati alternativi ai fungicidi convenzionali; accordo di Programma MUR-CNR Progetto: Sviluppo delle esportazioni di prodotti agroalimentari del Mezzogiorno; CNR-MUR Progetto: Sviluppo di tecnologie innovative nel post-raccolta di produzioni frutticole di qualità).

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Vi sono competenze pluriennali nel settore delle tecnologie postraccolta degli ortofrutticoli volte alla valorizzazione, mantenimento della qualità e difesa dalle alterazioni microbiologiche e fisiologiche dei prodotti freschi, sui metodi di analisi per il controllo dell'attività fisiologica dei frutti, dei parametri di qualità per la caratterizzazione e determinazione di composti elicitati dagli stress biotici e/o abiotici e dei residui di antiparassitari. Inoltre, vi sono competenze sui metodi di analisi di microscopia ottica ed elettronica, sulla diagnosi delle principali alterazioni fisiologiche e patologiche dell'ortofrutta, sulla caratterizzazione genotipica di microrganismi isolati; sui metodi di preparazione e caratterizzazione NMR di complessi di inclusione a rilascio controllato di principi attivi di origine naturale o di sintesi di interesse agrobiologico.

Strumentazione Le strumentazioni e strutture disponibili nelle istituzioni dei partecipanti sono tali da assicurare lo svolgimento ottimale dell'azione. In particolare, nelle sedi di Sassari e Oristano sono disponibili: quattordici celle frigorifere in atmosfera convenzionale e otto in atmosfera controllata; apparecchiature per i trattamenti postraccolta, macchine per imballaggi degli ortofrutticoli con film plastici. I laboratori sono dotati di sofisticate e moderne strumentazioni necessarie per le diverse osservazioni previste nel corso delle prove.

Tecniche di indagine Metodi di analisi di qualità, analisi dei residui, metodologie per la comprensione di strutture (tecniche

spettroscopiche ad alto campo). Diagnosi delle principali alterazioni fisiologiche e patologiche postraccolta degli ortofrutticoli Metodi di analisi prodotti di metabolismo Metodi di analisi fitoalessine Saggi sui microrganismi isolati e caratterizzazione genotipica Metodi di analisi attività enzimatiche coinvolte nello stress da freddo Metodi di analisi di composti responsabili della cicatrizzazione delle ferite in seguito a stress fisici (termoterapia,

trattamenti UV): analisi NMR a stato solido (solid state cross polarization 13C magic angle spinning nuclear magnetic resonance, CP-MAS 13C NMR

Tecnologie sostenibili per la difesa, conservazione e valorizzazione degli ortofrutticoli freschi

Tecnologie


Collaborazioni (partner e committenti) Proseguiranno le seguenti collaborazioni con diverse istituzioni italiane (Istituto di Chimica Biomolecolare del CNR di Sassari; Dipartimento di Scienze Ambientali Agrarie e Biotecnologie Agro-Alimentari di Sassari; Dipartimento di Tossicologia, Università di Cagliari; Dipartimento della Protezione delle Piante, Università di Sassari; Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Cagliari; Istituto Sperimentale per l'Agrumicoltura di Acireale, Dipartimento di Produzione Vegetale. Sezione Coltivazioni Arboree, Università di Milano). Nel corso dell'attività sono previsti rapporti di studio per scambi e approfondimenti scientifici coi ricercatori di istituzioni di ricerca straniere (Department of Plant Sciences, University of California, Davis USA; Institute for Technology and Storage of Agricultural Products, Bet-Dagan Israele; Department of Life Sciences, Flanders Centre Laboratory of Postharvest Technology, Katholieke Universiteit Leuven de Croylaan, Heverlee Belgio, International Committee on Intense Light Application on Postharvest Crops).

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Sono state presentate le seguenti proposte di progetto: a) 7th Framework Programme, UE. Titolo del progetto: Development of innovative biodegradable packaging system to improve shelf life, quality and safety of high-value sensitive horticultural fresh produce. b)Interreg, PO Italie-France Maritime. Titolo del Progetto: Renforcement de la compétitivité et de la durabililité de la filière agrumicole franco-italienne par une approche innovante et intégrée de la qualité, c)Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali. Titolo del progetto: Difesa fitosanitaria della patata in post-raccolta Progetto a sportello. d)Progetto Bilaterale Italia-Israele, R & D Cooperation Program. Titolo del Progetto: Fresh-cut ready-to-eat microbial sanitation by electron-bean irradiation: produce keeping quality and irradiation aspects

Finalità

Obiettivi Gli obiettivi generali sono la valorizzazione, il mantenimento della qualità e la difesa postraccolta della produzione ortofrutticola mediante tecnologie alternative ai fungicidi convenzionali, per offrire maggiori garanzie per la salute dei consumatori per la significativa riduzione dei residui e minori rischi di inquinamento. In particolare, l'azione ha lo scopo di: a) ridurre la forte dipendenza dai fungicidi convenzionali utilizzati nella prevenzione delle alterazioni postraccolta degli ortofrutticoli freschi mediante trattamenti incrociati di termoterapia, composti GRAS e/o naturali-simili, complessi di inclusione costituiti da ciclodestrina per il rilascio controllato dei principi attivi a largo spettro di azione, favorevole profilo tossicologico e basso impatto ambientale; b) sfruttare i vantaggi, in termini di estensione della shelf-life e minore input energetico, derivanti dall'uso di particolari film plastici su frutti che possono essere conservati per periodi relativamente lunghi a temperatura ambiente (specie non climateriche, sulle quali il deterioramento è essenzialmente legato alla perdita di acqua per traspirazione).

Risultati attesi nell'anno a) mettere a punto di tecnologie sostenibili per il controllo dei danni da freddo e dei marciumi durante il post-quarantena dei frutti di agrumi e delle drupacee (mele e pere); b) individuare possibili sinergie derivanti dai trattamenti incrociati di termoterapia, agenti antimicrobici multisito di nuova generazione a basso rischio eco-tossicologico e/o composti GRAS per il controllo dei marciumi nella fase di commercializzazione successiva al trasporto refrigerato dei frutti di agrumi, pomacee (mele e pere), drupacee (ciliegie, albicocche, nettarine) e uva da tavola; c) determinare l'impatto dei trattamenti fisici (termoterapia e raggi UV) sulle caratteristiche qualitative dei frutti; d) definire le condizioni ottimali (tempi, temperature e umidità relativa) per la sottrazione del calore di campo in relazione alla specie, cultivar e stadio di maturazione del prodotto; e) ottimizzare i trattamenti con 1-MCP per ritardare la senescenza e migliorare le proprietà funzionali; f) mettere a punto protocolli per il trasporto in atmosfera modificata (MAP e CA) per estendere il mantenimento della qualità in relazione alla specie e cultivar.

Potenziale impiego - per processi produttivi I risultati della ricerca sono propedeutici alla definizione e messa a punto dei parametri di processo in settori di importanza strategica del postraccolta quali la riduzione della forte dipendenza dai fungicidi di sintesi convenzionali, considerati potenzialmente pericolosi dal punto di vista eco-tossicologico. La definizione di sistemi sostenibili per la difesa postraccolta degli ortofrutticoli è fondamentale per far fronte alla pressante competitività internazionale tra gli operatori del settore. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Lo sviluppo di metodi alternativi ai trattamenti con fungicidi convenzionali per la difesa postraccolta degli ortofrutticoli e la loro diffusione nelle centrali di lavorazione, soddisfa alle specifiche esigenze di numerosi consumatori che richiedono prevalentemente prodotti 'biologicì.


Moduli

Modulo: Tecnologie sostenibili per la trasformazione, la conservazione ed il confezionamento dei prodotti ortofrutticoli

Istituto esecutore: Istituto di scienze delle produzioni alimentari Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari


Identificazione di fattori genetici associati a malattie multifattoriali comuni tramite un originale approccio allo studio di isolati genetici Dati generali

Progetto: Bioinformatica e biologia computazionale Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di genetica delle popolazioni Sede principale svolgimento: Sede principale Istituto Dip. di prevista afferenza: Scienze della Vita Responsabile indicato: MARIO PIRASTU Temi

Tematiche di ricerca L'identificazione di geni e varianti geniche associate a tratti complessi, sia qualitativi ("malattie") che quantitativi (per es. fenomeni fisiologici misurabili) è il primo passo per la cura e la prevenzione di malattie complesse comuni. La comprensione dell'interazione tra geni e ambiente sono fondamentali per migliorare le condizioni di vita dell'uomo in particolare nel campo della salute. Le malattie multifattoriali ed i tratti quantitativi richiedono peraltro un approccio particolare data la loro inerente complessità. Sono stati creati i "Parchi Genetici", cioè un modello di studio multidisciplinare di popolazioni isolate e del contesto ambientale in cui esse vivono. Tali popolazioni devono possedere peculiari caratteristiche: antiche origini, un numero molto ridotto di fondatori (poche decine), bassa immigrazione (tra 5 e 10%), lenta crescita demografica, alta endogamia (90%) e consanguineità (35%), possibilità di accurate ricostruzioni genealogiche per almeno 400 anni (fino a 17 generazioni), omogeneità ambientale e degli stili di vita. Banche dati correlate permettono l'integrazione di tutte queste informazioni.

Stato dell'arte Nonostante per merito del grande progetto internazionale Hap-Map si conoscano milioni di varianti genetiche del genoma umano, si sono incontrate innumerevoli difficoltà nell'associare tali varianti con tratti complessi. Oltre alla complessità dei sistemi biologici in questione, vi si aggiunge la complessità derivata dalla disomogeneità dei campioni che si studiano. Pertanto la selezione da parte nostra di una decina di paesi isolati "inbred" della regione Ogliastra nella Sardegna centro orientale si è rivelata la soluzione ideale per ottenere una popolazione modello da sottoporre a studi multidisciplinari. L'elevata omogeneità della popolazione oggetto di studio ed il suo alto grado di consanguineità facilita l'identificazione dei fattori genetici coinvolti in malattie complesse. La condivisa omogeneità ambientale e comportamentale di tali popolazioni offre un ulteriore vantaggio a tali studi. Azioni

Attività da svolgere

Punti critici e azioni da svolgere

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Per lo svolgimento dell'attività di ricerca sono necessarie diverse competenze, già presenti nel nostro Istituto o tra i nostri collaboratori: competenze cliniche ed epidemiologiche per una migliore definizione del fenotipo in studio; competenze informatiche, soprattutto nel settore dei database adattabili alla raccolta di dati eterogenei in appositi supporti elettronici; competenze biologico/molecolari nel settore dell'analisi del DNA e in genotipizzazione hightroughput, competenze biostatistiche per le analisi epidemiologiche, di linkage parametrico e non parametrico e di associazione per l'identificazione dei loci cromosomici e dei geni malattia;·competenze nel settore della biologia cellulare necessarie per lo studio della funzione dei geni e del loro prodotto proteico.

Strumentazione Sequenziatori automatici capillari, Thermacyclers, hardware e software, piattaforma Affymetrix Genechip per genotipizzazione hightroughput di SNPs e studi di espressione, gel bidimensionali

Tecniche di indagine Sviluppo di nuovi tools bioinformatici per l'integrazione di dati e analisi statistiche e di dati altamente eterogenei per l'applicazione alla medicina personalizzata

Tecnologie

Collaborazioni (partner e committenti) Il progetto si svolge in collaborazione con il Parco Genetico dell'Ogliastra S.C.a.R.L.: Consorzio formato da alcuni paesi ogliastrini ed enti pubblici e privati della Sardegna che svolgono funzioni di supporto logistico mettendo a


disposizione spazi attrezzati, personale tecnico locale e persino investimenti effettuati a favore della ricerca. Il CNR ha firmato un Protocollo d'Intesa con la Società Shardna spa per lo sfruttamento economico dei risultati della ricerca al fine di sviluppare mezzi diagnostici e farmacologici per la cura e la prevenzione di malattie multifattoriali. La società Shardna agisce da partner privato nell' attuazione della commessa dell'IGP. Il committente della commessa è il MIUR attraverso il fondo per l'agevolazione della ricerca previsto dalla legge 297/99. Inoltre abbiamo intrapreso numerose collaborazioni con istituti pubblici, università e imprese di seguito elencate: Università degli Studi di Cagliari: Dipartimento di Citomorfologia, Sez. di Anatomia patologica: Prof. Gavino Faa; Clinica Oculistica,: Prof. Maurizio Fossarello; Dipartimento di Neuroscienze "B.B. Brodie", Clinica Farmacologica: Prof.ssa Maria Del Zompo; Dipartimento di Tossicologia: Prof. Gaetano Di Chiara; Policlinico Universitario di Monserrato, UO Diabetologia e Sindrome Metabolica: Prof. Marco Baroni; Sez. Medicina Interna, Andrologia e Obesità: Prof. Andrea Loviselli; Dipartimento di Matematica e Informatica: Prof. Walter Racugno Università degli Studi di Firenze, Dipartimento Endocrinologia e Malattie del Metabolismo: Prof.ssa Maria Luisa Brandi Università Degli Studi Milano, Istituto di Statistica Medica e Biometria: Prof. Adriano Decarli Department. of Human Genetics, UCLA School of Medicine, California: Dr Eric Sobel, Ph.D, Associate Adjunct Professor Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Neuroscienze: Dott. Giancarlo Colombo Axxam S.r.l.: Dott.ssa Paola Tarroni Nurex S.r.l.: Prof. Franco Turrini

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Parteciperemo a progetti internazionali e nazionali che siano coerenti con la nostra attività.

Finalità

Obiettivi Sviluppo di metodologie statistiche e computazionali per l'analisi di dati complessi con la finalita` di identificare i fattori genetici ed ambientali associati a malattie multifattoriali comuni e fenotipi semplici e complessi. Tale obiettivo si otterra` attraverso l'utilizzo di una piattaforma tecnologica integrata comprendente sia i dati derivanti dall studio di popolazioni omogenee sia dal punto di vista genetico che ambientale sia gli applicativi per detta analisi. Il sistema di informazioni integrato potrà essere utilizzato per la definizione di strategie e di gestione ottimale delle risorse e dei servizi per la salute attraverso l' individuazione di programmi sia di prevenzione che di diagnosi e terapia finalizzati alla massima efficienza ed al minimo costo. Potranno essere prodotto kit diagnostici e sistemi farmacologici personalizzati. Il progetto è modulare ed i paesi vengono studiati in sequenza dai vari team multidisciplinari di studio.

Risultati attesi nell'anno

Potenziale impiego - per processi produttivi L'integrazione dei dati in un complesso database interattivo permetterà di migliorare l'integrazione dei dati per condurre studi di "system biology" e identificare i pathways biologici coinvolti nella patofisiologia delle malattie in studio. I tools bioinformatici e di data mining che saranno ulteriormente sviluppati permetteranno di analizzare relazioni non immediatamente evidenti tra i diversi sistemi coinvolti. Questo permetterà di identificare nuovi loci, quindi i geni presenti in tali loci e successivamente le varianti geniche associate a patologie con grande impatto sociale, dando l'opportunità al CNR, insieme alla società Shardna di cui è partner, di depositare nuovi brevetti. Verranno perfezionati i tools di ricostruzione automatica e disegno degli alberi genealogici. Questo è un prodotto estremamente importante da raggiungere dato che viene continuamente richiesto anche da altri gruppi di ricerca per le sue innovative caratteristiche uniche sul mercato. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Il progetto avrà importanti ricadute a livello locale in termini di azione di diagnostica e prevenzione in popolazioni che hanno un accesso abbastanza difficoltoso al sistema sanitario nazionale essendo molto decentrate. L'attuazione del programma di ricerca avrà anche una ricaduta in termini di "educazione alla salute" visti i protocolli che si implementano per lo studio della nutrizione, degli stili di vita e la determinazione dei fattori di rischio non genetici. Il progetto ha già ispirato molti gruppi sia a livello nazionale che internazionale a condurre studi simili in popolazioni con caratteristiche paragonabili a quelle dell' Ogliastra. Il MIUR lo ha già indicato come progetto di eccellenza con importanti ricadute sia scientifiche che sociali.


Moduli

Modulo: Identificazione di fattori genetici associati a malattie multifattoriali comuni tramite un originale approccio allo studio di isolati genetici

Istituto esecutore: Istituto di genetica delle popolazioni Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto

Modulo: Identificazione di geni-malattia mediante genotipizzazione ad alta densità di popolazioni.

Istituto esecutore: Istituto di genetica delle popolazioni Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


Diversità molecolare nella sintesi chimica di composti biologicamente attivi di rilevanza sociale Dati generali

Progetto: Progettazione di nuove molecole con specifiche proprietà biochimiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di chimica biomolecolare Sede principale svolgimento: Sede di Sassari Dip. di prevista afferenza: Progettazione Molecolare Responsabile indicato: GIOVANNA MARIA DELOGU Temi

Tematiche di ricerca Le tematiche maggiormente rappresentate sono la progettualità sintetica e lo studio di molecole bioattive attraverso l'impiego della sintesi organica convenzionale, della sintesi stereoselettiva, di metodologie sintetiche innovative. L'introduzione di elementi di diversità nello 'scaffold' di base permettono di ottenere un grado di complessità molecolare in un ridotto numero di stadi sintetici e di impartire alla nuova struttura razionali vincoli conformazionali. La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare ad alto campo associata alle tecniche computazionali fornisce una approfondita analisi configurazionale e conformazionale delle nuove molecole e permette di correlare queste informazioni con i dati derivanti dalle valutazioni biologiche al fine di progettare nuove molecole ed identificare nuovi 'scaffold' molecolari. Particolarmente, lo studio della metabolomica condotto mediante l'uso di tecniche spettroscopiche innovative su matrici biologiche e vegetali sarà basilare nell'identificare nuovi 'scaffold' molecolari sui quali costruire piccole collezioni di molecole di interesse in campi quali la 'chemical biology', la 'medicinal chemistry', la scienza dei biomateriali.

Stato dell'arte Le attuali linee guida di sviluppo nei settori di maggior impatto sulla moderna società determinano un passaggio dalle tradizionali tecnologie alle nuove a maggiore efficienza (enabling technologies). Questo richiede una progettazione mirata e sempre più specifica delle componenti a base molecolare. Attualmente lo scenario internazionale della ricerca sulla preparazione delle molecole bioattive è in rapida evoluzione, in particolare la ricerca riguardante l'attività terapeutica e i campi ad essa correlati. È ancora difficile prevedere gli sbocchi di questa rivoluzione in termini di nuove acquisizioni conoscitive e di strategie per lo sviluppo di biomolecole. Quello che ci si aspetta è l'efficienza nella ricerca e nello sviluppo di principi attivi. Certamente la ricerca sfrutterà al meglio l'evoluzione della chimica molecolare ma i suoi successi saranno sempre più basati sulla conoscenza della variabilità delle dinamiche funzionali dell'organismo biologico bersaglio. Questa conoscenza si raggiunge con la costituzione di gruppi con competenze multidisciplinari che comprendono la chimica, la biochimica, la biologia molecolare, la bioinformatica, la scienza dei biomateriali.


Azioni

Attività da svolgere Le attività da svolgere riguardano l'individuazione e ottenimento di nuovi "hit" dotati di attività biologica e la messa a punto di diverse metodologie per la sintesi orientata alla diversità chimica. Per alcuni composti verrà condotta una approfondita valutazione biologica e biochimica-analitica al fine di correlare la struttura con l'attività biologica ed individuare l'inibizione, l'affinità e la selettività nei confronti di precisi target biologici. Quest'ultima attività prevede sia competenze presenti nei moduli e sia nelle collaborazioni multidisciplinari attivate da ciascun modulo. Oltre ai target biologici individuati precedentemente (Caspasi 1, Caspasi 3, inibitori della fosforodiesterasi e serina/treonina chinasi coinvolte nella tumorigenesi, recettori di tipo GABAA) le nuove molecole verranno testate su cellule di endotelio e come inibitori della tirosinasi. Gli 'scaffold' molecolari saranno costituiti da molecole naturali o accessibili commercialmente e comprese nelle famiglie degli zuccheri, amminoacidi, fenoli e bifenili idrossilati. Verranno sviluppate metodologie di integrazione tra dati sperimentali e tecniche computazionali al fine di correlare struttura-attività. L'attività riguarderà anche la preparazione e lo studio di assemblaggi molecolari elettroreversibili bifenile-tetratiofulvalene in grado di controllare specifiche funzioni biologiche. In virtù di nuove collaborazioni attivate recentemente, la ricerca sulla preparazione di complessi supramolecolari di ciclodestrina con molecole bioattive verrà estensa a settori biologici ancora poco indagati. Verranno indagate metodologie di classificazione ed estrazione di biomarkers da insiemi di dati analitici mediante lo sviluppo di nuove tecniche di acquisizione di dati NMR. Verrà intrapresa la caratterizzazione dell'origine geografica di fitofarmaci da piante autoctone e coltivate della Sardegna.

Punti critici e azioni da svolgere I punti critici sono rappresentati da: -difficoltà di inserimento di personale con competenze in sintesi organica formate dal gruppo con posizioni a tempo determinato o indeterminato . -possibilità di accedere ad un maggior afflusso di finanziamenti esterni (funzionamento e inventariabile) mediante l'inserimento in network nazionali ed internazionali su tematiche di rilevanza internazionale. Le azioni da svolgere sono di due tipi. Uno di natura prettamente scientifica-tecnica ovvero volta a migliorare i risultati ottenuti soprattutto affiancando la progettazione della molecola alla modellistica computazionale e relazionando i dati con l'attività biologica. Il secondo aspetto riguarda la valorizzazione dei risultati mediante interazione con gruppi fortemente interessati all'argomento. Quest'ultimo aspetto è legato anche la ricerca di fondi esterni attraverso progetti nazionali ed internazionali perseguibile solo puntando sulla costituzione di gruppi multidisciplinari o network su argomenti di ricerca di alto impatto sociale.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Conoscenze specifiche nel campo della chimica organica di sintesi, delle più moderne metodologie di sintesi e

sintesi stereoselettive orientate alla preparazione di piccole molecole organiche con attività biologica. Progettazione (convergente o divergente) di molecole naturali, naturali-analoghe e non-naturali. Sintesi organica 'methodology-driven' e 'medicinal-guided', orientata alla diversità o a target selezionati. Conoscenze nella preparazione di complessi supramolecolari e di assemblaggi molecolari di piccola-media

grandezza di interesse in campo medicale, agrobiologico e dei biomateriali. Conoscenze di metabolomica tramite utilizzo di metodologie spettroscopiche avanzate. Sviluppo ed uso di tecniche di calcolo computazionale finalizzato a analisi statistica multivariata, analisi

conformazionale, docking e modeling. Conoscenze di analisi strumentale e metodologie per il riconoscimento e caratterizzazione di piccole molecole

organiche, di prodotti naturali e di matrici biologiche. Conoscenze di bioinformatica .


Strumentazione 3 HPLC FT/IR Thermo NMR 400 MHz (Varian mercury 400 plus) NMR a 600 MHz (Bruker) 3 Gas Cromatografi Polarimetro Perkin Elmer Mod 343 Workstation Silicon Graphics Mod O2 + software di molecularmodelling (SYBYL) GC- Massa Hewlett Packard GCD GC-Massa Thermoquest EI/CI con introduzione diretta del campione HPLC-Massa Helwett-Packard EPR Brucker

Tecniche di indagine Le tecniche di indagine utilizzate per lo svolgimento della ricerca variano a seconda degli obiettivi specifici descritti nei moduli di attività. In generale saranno applicate tecniche chimiche innovative nei settori della chimica organica preparativa mediante strategie di sintesi altamente selettive soprattutto nella preparazione di composti enantiopuri o enantiomericamente arricchiti. La strumentazione di ottimo livello tecnologico presente nella sede e le competenze strumentali acquisite dal Personale coinvolto in ciascun modulo permetteranno un'approfondita caratterizzazione e studio dei composti sintetizzati. La collaborazione con altri gruppi di ricerca all'interno dell'Istituto ICB o di gruppi esterni all'Istituto permetterà di sviluppare tecniche di indagine specifiche capaci di valorizzare il risultato ottenuto. Una parte del lavoro sarà svolto utilizzando competenze di calcolo, attraverso l'uso di tecniche di modellistica molecolare. Specifiche richieste di modellistica computazionale potranno essere soddisfatte mediante il coivolgimento di altri gruppi di ricerca presenti all'interno dell'ICB con competenze nel campo.

Tecnologie Metodi strutturali e di modeling molecolare rivolti allo studio e alla progettazione di nuove molecole con diversità funzionale.

Collaborazioni (partner e committenti) I gruppi di ricerca che fanno parte della commessa hanno in atto una serie di collaborazioni nazionali ed estere, sia a livello accademico che industriale. È basilare la collaborazione tra i gruppi di ricerca CNR afferenti allo stesso Istituto o ad Istituti diversi al fine di valorizzare i risultati della ricerca mediante l'apporto di competenze in campi diversi. Le collaborazioni con le Università sono sviluppate con gli atenei di Milano, Sassari, Cagliari, Roma, Parma e Firenze, mentre le principali collaborazioni industriali sono con le seguenti ditte: BIOPROGRESS, Consorzio Produttori Sardi Piante Officinali, GSK-Verona, ENDURA-Bologna. Inoltre sono in atto collaborazioni internazionali con Francia, India, Turchia, Sud Africa, Stati Uniti, Canada e Regno Unito che coivolgono sia Università che centri di ricerca pubblici.

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Il tipo di attività, la multidisciplinarietà e le numerose collaborazioni che caratterizzano la commessa può essere

un punto di forza nella richiesta di finanziamenti esterni a livello territoriale, nazionale ed europeo. Proseguiranno i Contratti di Ricerca ed i progetti già attivi nei vari moduli. Verranno individuati strumenti

finanziari con i quali sviluppare progetti che coinvolgano la diversità molecolare nella sintesi e studio di molecole biologicamente attive.

Verranno intraprese azioni nell'ambito del programma di attività 2008 per la promozione e l'innovazione territoriale che la Regione Autonoma della Sardegna ha bandito recentemente.

Verranno intraprese azioni per partecipare al bando EUROTRANS-BIO (scadenza 27 aprile 2009).Il bando si rivolge alle piccole e medie imprese e sostiene progetti di ricerca applicata e sviluppo sperimentale

realizzati in collaborazione con altre imprese e organismi di ricerca, di altri Paesi europei. Verranno intraprese azioni volte alla costituzione di un network con altre commesse in grado di partecipare a

programmi di ricerca che coivolgono i Paesi del bacino del Mediterraneo (es. progamma ENPI). Nell'ambito del progetto MADE in Italy sono state individuate proposte di progetto dove sono necessarie

competenze presenti nella commessa. Verrà intensificata l'iniziativa promossa dal modulo PM.P1.11.002 e presentata a SARDEGNA RICERCHE,

l'Ente Sardo per la ricerca e l'avanzamento tecnologico, e relativa all'istituzione di una Chemioteca on-line delle molecole biologicamente attive.


Finalità

Obiettivi L'obiettivo principale della commessa è quello di ottenere nuove molecole e assemblaggi molecolari biologicamente attivi e studiarne le interazioni con i sistemi biologici per ampliare le conoscenze nel settore della 'chemical biology', della 'medicinal chemistry', della scienza dei biomateriali. È basilare la sintesi "orientata alla diversità" dove sono tenuti in considerazione parametri quali l'economia atomica, la brevità della sequenza sintetica, l'ecosostenibilità dei passaggi sintetici. Vengono studiate e messe a punto nuove metodologie sintetiche ad alta selettività, per cui rientrano negli obiettivi della commessa l'utilizzo e studio di tecniche chimiche avanzate ed innovative orientate alla sintesi di molecole biologicamente attive caratterizzate dalla diversità funzionale creata a partire da precisi 'scaffold' molecolari molti dei quali presi dal 'pool naturalè. Parallelamente, le competenze presenti all'interno della commessa permettono di perseguire anche obiettivi più mirati a particolari esigenze di carattere applicativo/industriale che riguardano sempre il campo delle molecole biologicamente attive.

Risultati attesi nell'anno Riguardano la preparazione di analoghi strutturali precedentemente sintetizzati dove, sulla base dei risultati

ottenuti dalle valutazioni biologiche condotte su selezionati target biologici, vengono apportate modifiche funzionali e configurazionali e conformazionali tali da esaltare l'efficacia a salvaguardia della salute.

Particolare attenzione verrà posta alla determinazione del potere antiossidante di alcuni bifenili al fine di correlare questa attività nell'ambito delle patologie multifattoriali. (proprietà ossidanti e neuro protettive, potere ossidante-attività tumorale).

Proseguirà la ricerca sulla preparazione di complessi supramolecolari di ciclodestrina con inibitori delle esterasi, dell'acetilcolinesterasi, dell'ergosterolo di origine naturale o appartenenti alla classe dei 'GRAS'.

Verrà costruito un database di metaboliti basali in stati fisiologici e patologici. Sulla base dei dati analitici, verrà costituita una collezione di composti fitoterapici.

Potenziale impiego - per processi produttivi I nuovi composti bioattivi sintetizzati possono essere testati per il loro potenziale impiego come principi attivi contro patologie di elevato impatto sociale, quali le malattie neudegeneative e l'oncologia. Qualora risultassero attivi, è necessario provvedere alla loro brevettazione e allo sviluppo precompetitivo in collaborazione con imprese del settore. I risultati ottenuti nel campo dei complessi supramolecolari potranno essere impiegati in processi industriali per la produzione di nuovi formulati per l'agricoltura e la medicina veterinaria (2 brevetti registrati con l'ENDURA S.p.A.). I nuovi prodotti forniti alla GlaxoSK possono trovare impiego nella produzione di nuovi agenti per malattie neurodegenerative. - per risposte a bisogni individuali e collettivi Molti dei risultati ottenuti dal lavoro di ricerca svolto nell'ambito della commessa saranno utilizzati per la diffusione e l'incremento delle conoscenze nel settore della preparazione delle molecole biologicamente attive e saranno validati e messi a disposizione della collettività attraverso pubblicazioni scientifiche e comunicazioni a congresso e divulgazione scientifica. Queste novità scientifiche potranno rispondere ad esigenze culturali nel settore della chimica e della biologia chimica, campi di notevole interesse evolutivo per lo studio delle interazioni delle piccole molecole con i nuovi biopolimeri svelati dalla proteomica. Parte dei risultati saranno oggetto anche di diffusione scientifica tra le scuole e la collettività. Tale azione è volta a migliorare il dialogo tra coloro che svolgono la ricerca e coloro che utilizzano i prodotti finali di tale ricerca. Moduli

Modulo: Design, Sintesi e Valutazione Biologica di Nuovi Potenziali Inibitori Peptidomimetici di Caspasi 1

Istituto esecutore: Istituto di chimica biomolecolare Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari

Modulo: Sintesi, caratterizzazione e studio di composti chirali e chirali non racemi di interesse biologico mediante molecole ad alta simmetria



Modulo: Integrazione tra metabolomica e sintesi organica: prospettive verso la determinazione del riconoscimento molecolare


Modulo: Sintesi di molecole multifunzionali a rigidità conformazionale modulabile per il trattamento delle malattie neurodegenerative



Biomarcatori e bioterapie nei tumori umani Dati generali

Progetto: Progettazione di nuove molecole con specifiche proprietà biochimiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di chimica biomolecolare Sede principale svolgimento: Sede di Sassari Dip. di prevista afferenza: Progettazione Molecolare Responsabile indicato: GIUSEPPE PALMIERI Temi

Tematiche di ricerca a) Analisi molecolare, con studio di genoma, trascrittoma e proteoma nonchè confronto tra cellule normali e tumorali al fine di definire i patterns di alterazioni molecolari associati alla trasformazione e progressione neoplastica; b) Analisi cellulare, con studio degli effetti biologici (riduzione di tumorigenicità, induzione ed incremento del livello di apoptosi, ecc.) di molecole farmacologiche a potenziale attività antiproliferativa su linee tumorali primarie; c) Farmacogenomica, con identificazione di marcatori molecolari associati alla malattia (diagnosi, stadiazione, prognosi, risposta a terapia, ecc.) e conseguente miglioramento della classificazione e trattamento dei pazienti neoplastici; d) Metabolomica e metabonomica di campioni biologici sani e tumorali e/o esposti a trattamento; e) Approcci computazionali per l'indagine strutturale di biomolecole coinvolte in neoplasie. Lo sviluppo delle tematiche proposte può contare su un notevole know-how pregresso costituito dalla acquisizione di esperienze nei seguenti settori: a) genetica e biologia molecolare; b) biologia cellulare; c) proteomica; d) farmacologia molecolare; analisi NMR; analisi computazionale.

Stato dell'arte I risultati della Commessa sono stati: Creazione di un database contenente casi familiari e sporadici di neoplasie maligne Identificazione di mutazioni predisponenti su geni di suscettibilità per neoplasie (si sta lavorando per realizzare

profili genetici correlati alla malattia) Caratterizzazione di nuovi geni coinvolti nella tumorigenesi (BRAF, mutato nel melanoma; h-prune, coinvolto

nel processo metastatico del carcinoma mammario; CASC2, associato alla patogenesi del carcinoma endometriale)

Studio di espressione di geni candidati in tessuti sani e neoplastici, sia con analisi trascrittomica e proteomica in vitro sia con approcci immunoistochimici e citogenetici in vivo

Correlazioni delle alterazioni molecolari ad istologia, tumor grading, stadio clinico-patologico, diagnosi e prognosi

Caratterizzazione mediante NMR e tecniche computazionali di strutture in soluzione di polipeptidi e proteine di meccanismi tumorali

Messa a punto di saggi di proliferazione cellulare e test di tumorigenicità in vitro per valutare l'attività antiproliferativa e/o proapoptotica di sostanze di derivazione sintetica o naturale

Creazione e gestione di linee cellulari tumorali Azioni

Attività da svolgere Attività da svolgere: analisi epidemiologia patologica per ampliare la casistica di pazienti, nonché classificazione istopatologica del

fenotipo neoplastico; analisi epidemiologica ambientale, valutando il maggior numero possibile di fattori estrinseci o ambientali:

ambiente lavorativo, alimentazione, stile di vita, ecc.; analisi genetico-molecolare, mediante analisi mutazionale e citogenetica dei geni candidati ed analisi

dell'espressione qualitativa e quantitativa dei prodotti genici [mRNA (microarray, RT-PCR) e proteine (Western blot, protein chip ed immunoistochimica)].

modeling molecolare per le chinasi patogenetiche identificate; prove di docking sui modelli di proteine-bersaglio e previsione di possibili molecole-inibitori; analisi in vitro dell'attività antiproliferativa, pro-apoptotica, ed antitumorale di nuove molecole; ottimizzazione di procedure di calcolo e modeling per le interazioni ligando-proteina, sistemi recettoriali,

oligomerizzazione; analisi metabolica di linee cellulari, tessuti e/o estratti sani, cancerosi e/o esposte a trattamento farmacologico.


Punti critici e azioni da svolgere Una migliore comprensione dei meccanismi molecolari della tumorigenesi sarà ottenuta dal confronto dei risultati

provenienti dall'analisi di ogni singolo componente della sequenza operativa: Caratterizzazione genetico-molecolare di biomarcatori della tumorigenesi Analisi proteomica e metabolica, con definizione dei profili di espressione proteica Analisi trascrittomica e profili di espressione di RNA Biologia cellulare ed analisi funzionale dei bersagli terapeutici Selezione di molecole attive sui bersagli terapeutici ed analisi del meccanismo d'azione e dei suoi effetti. Si cerca di creare un database integrato, nel quale vengono raccolte e correlate tutte le osservazioni analitiche ottenute nelle diverse fasi di studio: dati epidemiologici, clinico-patologici, molecolari. Ciò servirà a definire i profili biomolecolari al fine di individuare le combinazioni significative e i pesi relativi dei marcatori osservati, in grado di discriminare sempre meglio i diversi tipi di paziente neoplastico. Tale modello costituirà pertanto la base di partenza per lo sviluppo di metodiche e kit diagnostici, prognostici e terapeutici per il trattamento dei tumori.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine L'Unità di Genetica dei Tumori dell'ICB-CNR di Sassari ha contribuito alla creazione di una genoteca dei casi di tumore del Nord Sardegna e del Registro Tumori della Provincia di Sassari. Ha avviato lo studio di composti bioattivi, naturali e di sintesi, a potenziale attività antitumorale, mediante studi di modellistica molecolare e test in vitro su colture cellulari tumorali primarie. L'ISA-CNR di Avellino è impegnato nell'applicazione di metodologie innovative di spettrometria di massa per studi strutturali di biomacromolecole ed è dotato di un moderno sistema integrato per l'analisi automatizzata del proteoma (The Proteome Works System). L'IGB-CNR di Napoli ha un Servizio di sequenziamento nucleotidico, un Servizio di Analisi di Mutazioni ed un Servizio di Microarrays con tecnologia Affymetrix, provvisto delle attrezzature adeguate e del personale competente, che ha acquisito le necessarie expertises per l'analisi del trascrittoma su microchip. L'ICB-CNR di Pozzuoli è focalizzato su produzione di proteine native ricombinanti e dei loro mutanti, modifiche posttraduzionali dei sistemi proteici, spettroscopia NMR ad alta risoluzione, metodi computazionali e statistici.

Strumentazione ICB-SS Sistemi elettroforetici analitici, Centrifughe ad alta velocità, Sonicatore, Spettrofotometro e Transilluminatore UV/VIS, Sistemi elettroforetici di DNA/RNA/proteine, Cappe a flusso laminare, Microcentrifughe, Microscopi rovesciati, Thermal Cyclers, Lettore di densità ottica per micropiastre. Sequenziatore Automatico ABIPRISM 3130 WAVE DNA Fragment Analysis System (DHPLC) Microscopio a fluorescenza + CCD Camera OLYMPUS Laboratorio per colture cellulari e biologia cellulare ISA Sistema completo per lo studio del proteoma: separazione 2D e analisi dell'immagine dei gel Spettrometro di massa MALDI-TOF Reflectron, Voyager-De-Pro per analisi di proteine e peptidi Spettrometro di massa tandem ibrido Q-TOF (QStar-Pulsar) per studi ms/ms a bassa energia e per la determinazione di 'sequence-tag' IGB Microarray Spotter e Scanner Affymetrix ICB-NA a) Spettrometri NMR in fase liquida operanti a 300-600 MHz b) laboratorio chimico e biochimico con HPLC, gel elettroforesi, fluorimetro c) spettropolarimetro; spettrofotometro IR; dicroismo circolare; spettrofotometro UV-Vis d) sistemi di calcolo parallelo Linux di tipo Cluster e) sei workstation Linux per calcolo seriale


Tecniche di indagine Analisi genetico-molecolare su DNA (analisi mutazionale ed analisi di linkage) e RNA (analisi dei prodotti di

trascrizione), mediante tecniche basate sulla PCR e RT-PCR, con particolare riferimento a DHPLC e sequenziamento nucleotidico automatico. Nell'identificazione di nuovi loci/geni associati a malattia, casi selezionati saranno sottoposti a genome-wide search con analisi di SNPs.

Analisi di espressione (RNA e proteine) su linee cellulari tumorali da pazienti a diverso stadio di malattia, con successiva conferma in vivo su tessuti tumorali congelati o inclusi in paraffina.

Analisi di spettroscopia NMR multidimensionale per la caratterizzazione della struttura tridimensionale di peptidi e proteine.

Analisi metabolomica e metabonomica mediante NMR di sistemi tumorali (cellule, tessuti, estratti) e tecniche di analisi statistica per l'analisi dei dati.

Analisi computazionali per la determinazione strutturale di biomolecole in soluzione da dati NMR; e per massimizzare informazioni sperimentali non puntuali.

Analisi di tumorigenicità, citotossicità e proliferazione cellulare (analisi dell'apoptosi) di molecole bioattive su linee cellulari tumorali.

Tecnologie Non applicabile

Collaborazioni (partner e committenti) La Commessa è inserita in un network di collaborazioni nazionali ed internazionali, tra cui: Wellcome Trust Sanger Institute (Hinxton, UK); Institute of Cancer Research (Sutton Surrey, London, UK); National Institute on Aging, National Institute of Health (Baltimore, MD, USA); National Cancer Institute, National Institute of Health (Frederick, MD, USA); Università degli Studi di Sassari-Napoli-Salerno-Genova-Pisa-Foggia; Azienda USL di Sassari; Istituto Nazionale Tumori di Napoli; Telethon Institute of Genetics and Medicine(Napoli); Istituto Dermopatico dell'Immacolata (Roma); Istituto Europeo di Oncologia (Milano); Istituto Oncologico Romagnolo (Forlì); Ospedale Pediatrico "G.Gaslini" di Genova; Dept. Molecular Microbiology and Biotechnology, Tel Aviv University, Israel; Dept. Pharmaceutical Sciences, Hiroshima International University, Japan; School of Computer Science, Tel Aviv University, Israel; Sackler Institute of Molecular Medicine, Tel Aviv University, Israel; Carnegie-Mellon University, Dept. Chemistry, Pittsburgh, USA; Centro de Investigaciones Biológicas, CSIC-Madrid-Spagna; National Institute for Medical Research, MRC, Londra (UK).

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Poichè l'impegno scientifico dell'intero gruppo costituito nell'ambito della Commessa è basato sia su ricerca di base che su ricerca applicata alla clinica (cosiddetta translational research) in ambito concologico, saranno ulteriormente sostenute le richieste di finanziamento da parte di istituzioni pubbliche (Ministero della Salute, Istituto Superiore di Sanità, Assessorati regionali) o private (Associazione Italiana Ricerca sul Cancro, Fondazioni, Ditte operanti nel settore farmaceutico e/o biotecnologico). Un punto di forza per sostenere con maggior vigore tali richieste è dato dal fatto che i laboratori nelle diverse sedi operative della Commessa hanno a disposizione la strumentazione necessaria ed il personale specializzato adeguato per svolgere le più comuni attività di biologia molecolare, biologia cellulare, analisi immunoistochimica e citogenetica, analisi trascrittomica e proteomica, analisi NMR e computazionale, oltre ad attività didattica e formativa nel campo dell'educazione sanitaria e nella divulgazione delle biotecnologie applicate alla biomedicina.

Finalità

Obiettivi Nuovi protocolli di analisi cellulare e molecolare ad uso diagnostico. Modelli di meccanismi molecolari nella tumorigenesi Profili di espressione genica differenziale durante la trasformazione (differenze tra tessuto sano-tumore) e/o

progressione (differenze tra tumore primario-metastasi) neoplastica Nuovi prodotti genici candidati e loro caratterizzazione come biomarcatori o come putativi bersagli terapeutici Nuovi protocolli per il riconoscimento molecolare delle interazioni tra proteine bersaglio candidate e molecole a

putativa attività farmacologia Isolamento di molecole con ridotta complessità strutturale ed attività antitumorale, interferenti con vie

biochimiche note Definizione del ruolo biologico sulla proliferazione neoplastica delle molecole farmacologiche identificate Profili delle alterazioni molecolari, trascrittomiche e/o proteomiche che siano correlate a diagnosi, stadiazione,

prognosi e risposta terapeutica Protocolli e kit di lavoro per il trasferimento industriale dei biomarcatori identificati e delle molecole ad attività

farmacologica Contatti con industrie per la commercializzazione dei prodotti diagnostici e terapeutici


Risultati attesi nell'anno Ampliamento della genoteca di DNA/RNA da campioni biologici dei pazienti neoplastici; Ulteriore preparazione di linee cellulari primarie da pazienti neoplastici; Identificazione di mutazioni genetiche in geni noti e nuovi coinvolti nella tumorigenesi; Definizione dei pattern di espressione genica a livello dei trascritti e delle proteine (profili biomolecolari) in

cellule sane e tumorali; Correlazione statistica tra i biomarcatori genomici, proteomici e/o metabolici identificati ed i parametri clinico-

patologici (istotipo, diagnosi, stadio di malattia, prognosi e risposta terapeutica); Studi su proteine bersaglio candidate (in particolare, fosforoesterasi e chinasi) al fine di definire l'interazione con

molecole a putativa attività farmacologia; Modeling di proteine ad attività chinasica identificate dal nostro gruppo, al fine di individuarne inibitori

maggiormente selettivi; Sviluppo ed allestimento di protocolli computazionali dedicati.

Potenziale impiego - per processi produttivi La principale ricaduta è rappresentata dalla generazione e validazione di kit ad uso clinico-laboratoristico che comprenda tutte le variazioni molecolari dimostrate possedere un notevole impatto nel "management" dei pazienti con cancro (dal punto di vista diagnostico, prognostico e/o predittivo della risposta terapeutica). Il potenziale impiego è quindi dato dalla produzione di kit e protocolli idonei alla caratterizzazione dei biomarcatori significativi che consentano di ottenere una specie di "impronta digitale" molecolare di ogni singolo paziente o gruppi di pazienti, per applicazioni sia nella prevenzione, diagnosi e prognosi sia nella scelta del trattamento più adeguato. Tali kit saranno sottoposti alle procedure di brevettazione ed il loro brevetto sarà poi trasferito al mondo industriale per le successive fasi di produzione e commercializzazione. Altra importante ricaduta consiste nella individuazione di nuove molecole ad attività antitumorale di potenziale interesse per le industrie farmaceutiche in grado di avviare un processo di produzione e supportare le prime fasi di sperimentazione in vivo. - per risposte a bisogni individuali e collettivi I dati ottenuti avranno una ricaduta clinica a breve termine, nel senso che renderanno possibile affiancare alle indagini routinarie della diagnosi convenzionale (istopatologica, biochimico-clinica e strumentale) procedure innovative di diagnosi molecolare (test immunoistochimici, analisi genetiche e citogenetiche). Questo potrà consentire di intraprendere procedimenti terapeutici più mirati, "personalizzando" sempre più i protocolli di terapia antitumorale con migliore definizione dei gruppi di pazienti responsivi ai diversi trattamenti mirati e, quindi, con enormi benefici sulla prognosi generale. L'attività di ricerca consentirà quindi l'identificazione di biomarcatori molecolari clinicamente e patologicamente significativi per diagnosi e prognosi. Ciò consentirà di tradurre tutte le conoscenze acquisite in interventi di prevenzione sanitaria primaria e secondaria in soggetti a rischio. La ricerca in vitro di molecole ad attività citotossica nei confronti delle cellule tumorali porterà all'identificazione di nuove classi di composti con potenzialità terapeutiche antitumorali che aprirà la strada allo sviluppo di nuovi farmaci. Moduli

Modulo: Analisi metabolomica e biochimica della tumorigenesi Istituto esecutore: Istituto di chimica biomolecolare Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto

Modulo: Caratterizzazione genetico-molecolare della tumorigenesi Istituto esecutore: Istituto di chimica biomolecolare Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari

Modulo: Studio biologico cellulare di molecole bioattive nei tumori Istituto esecutore: Istituto di chimica biomolecolare Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari

Modulo: Analisi proteomica e funzionale della tumorigenesi Istituto esecutore: Istituto di scienza dell'alimentazione Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto

Modulo: Analisi trascrittomica della tumorigenesi Istituto esecutore: Istituto di genetica e biofisica "Adriano Buzzati Traverso" Luogo di svolgimento attività: Sede principale Istituto


La conoscenza di due aree a forte valenza naturale nel paesaggio mediterraneo attraverso la stratificazione umana. Un confronto fra due regioni: la Sardegna centro-orientale e la Campania felix Dati generali

Progetto: Paesaggio culturale Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategico Istituto esecutore: Istituto di biometeorologia Sede principale svolgimento: Sede di Sassari Dip. di prevista afferenza: Patrimonio Culturale Responsabile indicato: FABRIZIO BENINCASA Temi

Tematiche di ricerca La Commessa è organizzata in Gruppi di Azioni Elementari (GAE), che si articolano in: GAE Fisico-biologico: Studio del clima attuale e delle sue variazioni nel passato. L'evoluzione geologica del territorio. Flora e fauna: dal passato remoto al presente. GAE Architettonica: Dai materiali da costruzione all'abitazione: dalla preistoria ai giorni nostri. I sentieri, le strade, i centri urbani. Questi GAE si occuperanno di entrambe le Regioni, invece saranno distinte per le due regioni i: GAE Umanistica: L'Ambiente. Insediamenti e attività umane. Storia del Territorio. GAE Economica: Evoluzione socio-economica dei paesaggi antropizzati. Fruizione dei paesaggi: costi e benefici.

Stato dell'arte La visione tradizionale di un panorama è una vista orizzontale prevalentemente dall'alto. In questo lavoro proponiamo un altro punto di vista: quello verticale da"davanti". Il lavoro procederà dal mare verso l'entroterra con una sorta di tomografia assiale a piani verticali. Si mostrerà così, per ogni sezione, la stratigrafia geologica, storica, vegetale/animale, antropica, atmosferica e, principalmente, la loro interazione poiché il paesaggio è proprio la risultante di queste componenti. Da questo punto di vista, sia come prospettiva sia come insieme di cose, non ci sono lavori precedenti a cui riferirsi.


Azioni

Attività da svolgere Proseguirà lo studio bibliografico e delle fonti per poter completare il volume-indice. Entro l'anno detto volume verrà pubblicato se il Dipartimento Patrimonio Culturale o il CNR- DCSPI "Ufficio Pubblicazioni e informazioni scientifiche" forniranno fondi necessari alla stampa. In funzione della disponibilità finanziaria verranno inoltre approfonditi i seguenti temi, propedeutici allo studio comparativo delle due aree: Studio del clima attuale e delle sue variazioni nel passato; Studio, dalla preistoria ai giorni nostri, degli insediamenti e delle attività umane; Ricostruzione storica del Territorio dal protostorico a oggi; Ricostruzione dell'evoluzione geologica e geomorfologia; Censimento della flora e della fauna, terrestre e marina; Studio dell'evoluzione socio-economica dei paesaggi antropizzati; Analisi dei costi e dei benefici per rendere fruibile il paesaggio senza snaturarlo; Analisi dei materiali da costruzione e delle abitazioni caratteristiche dell'area in esame; Ricognizione delle vecchie e nuove vie di comunicazione; Analisi della struttura dei centri urbani.

Punti critici e azioni da svolgere Il principale punto critico nella ricostruzione di una realtà passata è la disponibilità di informazioni che su di essa si possono avere. Le fonti archeologiche, storiche, archivistiche e orali sono generalmente quelle da cui si attinge. I risultati possono essere qualitativamente e quantitativamente molto diversi a seconda dei periodi, dei luoghi esaminati e delle fonti utilizzate, in relazione a due regioni di studio profondamente diverse. Altro punto critico è il coinvolgimento degli Enti locali, ma confidiamo di poterli interessare al progetto fornendo loro un "mezzo" per capire a pieno le potenzialità dei loro territori come fonte di interesse per processi produttivi e per le risposte ai bisogni individuali e collettivi delle popolazioni da essi amministrate. A nostro avviso questo "mezzo" è proprio il volume-indice che riassume ed evidenzia limiti e potenzialità dei loro territori.

Competenze, tecnologie e tecniche di indagine Le competenze vanno ricondotte ai Gruppi di Azioni Elementari: GAE Fisico-biologico: Un ingegnere esperto in strumentazione meteorologica e per il monitoraggio fisico ambientale, un matematico modellista, un biometeorologo, due tecnici strumentisti di cui uno esperto in hardware e l'altro esperto in software, un geologo, un geomorfologo, un petrografo, un paleontologo e un biologo. GAE Architettonica: Un urbanista e un esperto in gestione del paesaggio e del territorio. GAE Umanistica: Un geografo, un cartografo storico e toponomastico, uno storico, un archeologo. Per questo GAE sono previsti esperti sia del territorio sardo sia di quello campano. GAE Economica: Un economista sociale e un economista del paesaggio. Per questo GAE sono previsti esperti sia del territorio sardo sia di quello campano.


Strumentazione Strumentazione meteorologica. Georadar e georesistivimetro. GIS. GPS Differenziale. Laboratorio cartografico. Laboratorio elaborazione immagini: hardware e software per correggere, georeferenziare, fotointerpretare ecc.

immagini analogiche e digitale in varie bande spettrali. Laboratorio meccanico: macchini utensili (tornio, fresatrice, scartatrice, ecc.) e utensileria da banco. Laboratorio elettronico: oscilloscopio, simulatore di reti, simulatore di circuiti, generatore forme d'onda,

analizzatore di segnali, analizzatore di reti, generatore di forme d'onda, multimetri, ponte RLC, registratori, ecc. Laboratorio informatico: software vari (Matlab, LabView ecc.). Laboratorio analisi chimiche e biochimiche. Laboratorio analisi biologiche. Laboratorio analisi geologiche e mineralogiche. Laboratorio analisi e datazione reperti archeologici. Attrezzatura subacquea: computer, fotocamera, telecamera, dotazione personale per immersioni, ecc.

Tecniche di indagine Il lavoro proseguirà con lo studio delle fonti: Fonti bibliografiche e di archivio Fonti storico-letterarie Cartografie digitali Serie storiche meteorologiche Immagini satellitarie Serie storiche statistiche, economiche e demografiche A ciò seguiranno: Misure sul campo (in mare e sulla terra): geologiche, geoelettriche, fotografiche, cartografiche, meteorologiche,

ecc. Prelievi di campioni (in mare e sulla terra): fondali, rocce, animali, vegetali, ecc. Rilievi sul territorio: sentieri, monumenti, paesi, ecc. Un contributo fondamentale sarà poi quello ottenuto da: Interviste ai residenti, Interviste agli amministratori locali associate alle indagini dei loro archivi. Per i siti archeologici, le immagini satellitari verranno georeferenziate e ad esse saranno sovrapposte le immagini ottenute col georadar. Le anomalie riscontrate con entrambi i metodi suggeriranno punti di interesse archeologico. Le analisi nei diversi laboratori caratterizzeranno i reperti e suggeriranno ulteriori misure.

Tecnologie Per l'analisi del territorio: Software per l'elaborazione delle immagini; GIS; Prospezioni geoelettriche e georadar; Carotaggi; Autocad per disegni e grafici; LabView per schemi e simulazioni. Per progettazione dei modelli: MatLab; Statistica. Per l'analisi di campioni: Strumenti per le analisi chimiche e biochimiche; Strumenti per analisi chimico-fisiche; Strumenti per analisi biologiche; Strumenti per analisi geologiche e mineralogiche.


Collaborazioni (partner e committenti) CNR-IBIMET Sede di Sassari CNR-IBIMET Sede di Firenze CNR-IBAF Sede di Napoli CNR - IRAT Napoli CNR - ISSM Napoli Dipartimento di Progettazione Architettonica e Ambientale Università di Napoli "Federico II" Dipartimento di Scienze Umanistiche e dell'Antichità Università di Sassari Dipartimento di Teorie e Ricerche dei Sistemi Culturali Università di Sassari Dipartimento di Botanica ed Ecologia Vegetale Facoltà di Scienze MFN Università di Sassari Dipartimento di Economia e Sistemi Arborei Università di Sassari Dipartimento di Zoologia e Genetica Evoluzionistica Università di Sassari Con la partecipazione di: Capitaneria di Porto di Olbia Corpo Forestale dello Stato- Sede di Nuoro Regione Autonoma della Sardegna Provincia di Nuoro Comuni di Oliena, Dorgali, Urzulei e Baunei.

Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate Una iniziativa fondamentale sarà il coinvolgimento nel lavoro delle Amministrazioni locali e degli Enti preposti alla gestione del territorio, che di fatto sono i maggiori fruitori dei risultati della ricerca. Facendo loro capire, tramite il volume-indice, le potenzialità dei territori come fonte di interesse per i processi produttivi e per le risposte ai bisogni individuali e collettivi, gli stessi saranno interessati a contribuire al finanziamento della Commessa.

Finalità

Obiettivi Far conoscere questi paesaggi e renderli fruibili senza snaturarli cioè creando percorsi naturalistici e culturali, con impatto minimo sull'ambiente;valutando altresì la ricaduta economica e occupazionale di una tale attività. Fornire agli Enti Locali un ausilio per valutare in tempo reale le decisioni e gli interventi relativi al paesaggio. Questo sarà strutturato tramite la tecnologia GIS la quale consente la contestualizzazione dei Siti Storici col Paesaggio Fisico attuale,fornendo una caratterizzazione quanto più completa dell'area.I GIS realizzati saranno: GIS del territorio,storici e attuali GIS dei beni culturali e ambientali del territorio. In essi saranno comprese: carte del territorio e del Paesaggio Fisico carte geologiche del suolo e del sottosuolo carte dell'uso dei suoli carte climatologiche del territorio, attuali e storiche carte dei monumenti e dei beni culturali schede demografiche e di attività economica censimento di piante monumentali censimento della fauna terrestre e marina più significativa. Tutto ciò ci consentirà di strutturare un Sistema di Supporto alle Decisioni (DSS Decision Support System) basato su agenti cognitivi intelligenti

Risultati attesi nell'anno Completamento del volume-indice, stampa in almeno 300 copie, distribuzione. Raccolta ulteriori dati relativi a: Censimento dei beni archeologici e storici; Inquadramento del territorio dal punto di vista ambientale; Serie storiche demografiche e statistiche; Banca dati climatologici; Raccolta Piani Urbanistici Comunali(PUC); Raccolta Piani Territoriali. Coinvolgimento degli amministratori locali e interviste alle popolazioni.


Potenziale impiego - per processi produttivi Il volume in corso d'opera, propedeutico alla vera e propria attività di ricerca prevista dalla Commessa, ha lo scopo di coinvolgere nelle attività precedentemente indicate le amministrazioni e gli Enti preposti alla gestione delle aree descritte. Essi potranno contribuire con fornitura di competenze e di finanziamenti. Ciò renderà più efficace l'attività prevista dalla Commessa, il cui scopo principale è quello di rendere queste due realtà maggiormente fruibili senza snaturarle. A tal fine si dovranno creare percorsi naturalistici e culturali, con impatto minimo sull'ambiente, valutando la ricaduta economica e/o occupazionale di una tale attività turistico-culturale. Lo studio dell'uso del territorio e il censimento delle attività agricole e zootecniche del passato e attuali, consentiranno di individuare quelle specificità per le quali potrà essere richiesto il "Marchio di Qualità". Questa riqualificazione delle produzioni metterà in moto nuove iniziative produttive coerenti con la natura e la storia del paesaggio. - per risposte a bisogni individuali e collettivi La Commessa si propone, fra l'altro, di studiare la fruibilità turistica delle zone studiate creando percorsi naturalistici e culturali, con impatto minimo sul paesaggio; valutando altresì la ricaduta economica e occupazionale di una tale attività. Il problema è allora far conoscere questi paesaggi e renderli fruibili senza snaturarli. Il primo aspetto può essere risolto fornendo agli Enti Locali uno strumento di divulgazione; il secondo richiede una adeguata sensibilizzazione degli Enti Locali sul paesaggio visto come una risorsa da utilizzare, che di per sé crea reddito, e non come elemento da sfruttare. Quanto sopra richiede allora la creazione di figure professionali quali: Guide naturalistico-ambientali Guide per i beni monumentali Ottenibili organizzando corsi di formazione per la tutela e la conservazione dei beni paesaggistici: Culturali preistorici Culturali storici Etnologici Ambientali terrestri Ambientali marini Moduli

Modulo: ALa conoscenza di due aree a forte valenza naturale nel paesaggio mediterraneo attraverso la stratificazione umana. Un confronto fra due regioni: la Sardegna centro-orientale e la Campania felix

Istituto esecutore: Istituto di biometeorologia Luogo di svolgimento attività: Sede di Sassari

Articolazione Regionale - cnr.itcnr.it/sitocnr/UPO/artreg2009/sardegna09.pdf · dcspi...

Documents

Transcript of Articolazione Regionale - cnr.itcnr.it/sitocnr/UPO/artreg2009/sardegna09.pdf · dcspi...