Il nostro gruppo è composto da persone provenienti da 3 diverse unità di ricerca dell'Università di Pavia:

• Centro di Tecnologie per la Salute (CHT)
• Dipartimento di Biologia e Biotecnologie "Lazzaro Spallanzani"
• Consiglio Nazionale della Ricerca - Istituto di Genetica Molecolare (CNR-IGM)

Lo scopo del progetto è la valorizzazione di scarti industriali, attraverso il loro utilizzo come materia prima per processi di fermentazione batterica, al fine di supportare lo sviluppo in Italia di una bioeconomia sostenibile.

A tale scopo sono stati applicati i principi della 'Biologia Sintetica' per modificare in modo razionale i pathway metabolici del microrganismo studiato ed ottimizzare dunque la conversione degli scarti in prodotti a valore aggiunto. La biologia sintetica è un'area emergente della bioingegneria che ha lo scopo di realizzare nuove funzioni biologiche in organismi ospite, assemblando un programma genetico a partire da moduli di base di DNA pre-caratterizzati. Tale area rappresenta un'estensione della genetica molecolare tradizionale, con l'aggiunta di concetti chiave provenienti dal mondo dell'ingegneria, come astrazione, standardizzazione, modularità e progettazione basata su modelli metematici, al fine di aumentare l'efficienza di costruzione di sistemi biologici con complessità di ordine superiore. 

In particolare ci focalizzeremo sulla produzione di due diverse biomolecole che possiedono un elevato interesse a livello industriale:

• -Etanolo, tramite la fermentazione del batterio Escherichia coli a partire dal siero di latte.

  Il siero di latte è lo scarto più abbondante dell'industria casearia e a causa del suo elevato carico nutrizionale è classificato dalla legge italiana come un rifiuto speciale. Negli ultimi anni una maggiore sensibilità alle problematiche ambientali ha portato molte industrie ad effettuare una valorizzazione di questo scarto. Tuttavia, il liquido residuo di questo processo, denominato permeato, continua ad essere classificato come rifiuto speciale, a causa dell'elevato contenuto di lattosio residuo. Dunque l'ingegnerizzazione del batterio E. coli per aumentare la conversione del lattosio in etanolo, ha il duplice scopo di produrre energia da fonti rinnovabili ed eliminare uno scarto industriale che costituisce un costo e un problema per l'industria casearia.

• -Acido poli-gamma-glutammico, tramite la fermentazione del batterio Bacillus subtilis a partire dal glicerolo.

  Il glicerolo è il sottoprodotto principale dell'industria del biodiesel. Nonostante alcuni utilizzi bene consolidati, esiste un surplus di glicerolo che può essere utilizzato come terreno per la fermentazione batterica. B. subtilis verrà quindi ingegnerizzato in modo da rendere possibile la produzione di acido poli-gamma-glutammico (γ-PGA) da glicerolo. γ-PGA è un biopolimero contenuto in alimenti fermentati, come il natto, e trova applicazione in svariati ambiti, come per esempio nel campo alimentare, agricolo e biomedico.