Prof. Mauro Marra      

Nato a Roma il 13/05/1957
Laurea in Chimica conseguita nel 1981 presso l’Università La Sapienza di Roma. Dottorato di Ricerca in Biochimica conseguito nel 1986 presso l’Università La Sapienza di Roma. Ricercatore in Fisiologia Vegetale (SSD BIO 04) presso L’Università Tor Vergata di Roma nel 1989. Professore Associato di Fisiologia Vegetale presso l’Università del Sannio di Benevento nel 1999. Professore Ordinario di Fisiologia Vegetale presso l’Università del Sannio di Benevento nel 2001. Attualmente è Professore Ordinario di Fisiologia Vegetale presso il Dipartimento di Biologia dell’Università Tor Vergata di Roma. E’ titolare dell’insegnamento di Fisiologia Vegetale per il Corso di Laurea Triennale in Biologia, dell’insegnamento di Sviluppo e Differenziamento delle Piante per il Corso di Laurea Magistrale in Biologia Cellulare e Molecolare e del modulo di Fisiologia Vegetale per il Corso di Laurea in Scienze della Nutrizione Umana. E’ membro della Società Italiana di Biologia Vegetale (SIBV) e della Italian Proteomics Association (ItPA). E’ autore di 40 lavori su riviste “peer reviewed” (Hindex 18). Revisore di progetti per il MIUR.

Collaborazioni
Prof C. Leonardi Università di Catania
Dr. M Rocco Università del Sannio
Prof. V. Fogliano Università degli Studi di Napoli Federico
Prof. M. Maffei Università degli Studi di Torino
Dr. A. Scaloni ISPAAM, Napoli

Finanziamenti
Le ricerche sono state finanziate dal MIUR dal MIPAF e dal PSR Lazio.

Temi di ricerca
Analisi proteomica del processo di maturazione e della qualità dei frutti
La maturazione dei frutti è un processo fondamentale nella produzione di molecole essenziali per una dieta bilanciata e per la prevenzione delle malattie. Le vie metaboliche coinvolte sono peculiari delle piante e in parte diverse da specie a specie. Una più accurata conoscenza biochimica e molecolare del processo di maturazione è importante oltre che da un punto di vista scientifico, anche perché consentirà di rendere più mirato ed efficace il processo di miglioramento genetico dei frutti, volto ad incrementarne le rese produttive, la resistenza agli stress e le caratteristiche nutritive ed organolettiche. Tra i frutti carnosi Il pomodoro, l’albicocca e la mela sono tra i più consumati a livello mondiale. In particolare il pomodoro è la specie di riferimento grazie alla sua importanza economica e alle conoscenze biochimiche e genetiche accumulate negli anni. Nel nostro laboratorio si è studiato il processo di maturazione mediante un approccio proteomico, su varietà regionali ad alto valore qualitativo delle tre specie menzionate, e cioè: pomodoro S. Marzano, mela Annurca e albicocca Vesuviana. Le indagini hanno consentito di identificare numerose proteine coinvolte in diverser vie metaboliche, di signaling o di risposta allo stress, la cui espressione differenziale durante la maturazione è stata correlata ai dati metabolomici e trascrittomici disponibili, in modo da ottenere un quadro molecolare più approfondito del processo.

Analisi proteomica della risposta agli stress
Le piante essendo in intimo contatto con l’ambiente, sono spesso esposte a condizioni ambientali sfavorevoli o ad organismi patogeni che possono danneggiarle od ostacolarne la crescita. Tra gli stress ambientali più comuni vi è l’esposizione ad alte o basse temperature, che costituisce un importane fattore di limitazione per le rese dei raccolti. Il fenomeno del riscaldamento globale incrementerà nei prossimi anni l’impatto dello stress da alte temperature sulla produttività agricola. La risposta delle piante alle alte o basse temperature è modulata da diversi fattori come intensità e durata dello stress. La risposta a variazioni graduali di temperatura (acclimatazione) è stata caratterizzata a livello molecolare in maniera molto più dettagliata della risposta a cambiamenti rapidi. Nel nostro laboratorio si è intrapreso uno studio proteomico comparativo della risposta di piantine di Arabidopsis sottoposte a incrementi (42 gradi) o cadute (4 gradi) rapide di temperatura per tempo brevi (6 h). I risultati hanno portato alla identificazione di 30 proteine i cui livelli variano significativamente in risposta ad alte o basse temperature. Esse appartengono a due gruppi funzionali principali: produzione di energia/metabolismo e risposta agli stress abiotici e allo stress ossidativo. L’analisi consente di ipotizzare che i meccanismi di risposta ad alte e basse temperature siano in parte sovrapposti. E’ stato anche intrapreso uno studio riguardante la risposta di piantine di Arabidopsis ad elicitori che simulano la risposta a diversi organismi patogeni o allo stress ossidativo (come parte della risposta evocata da patogeni). L’analisi è stata rivolta alle proteine fosforilate, utilizzando come metodica di purificazione la MOAC (metal oxide affinity chromatography). I risultati ottenuti hanno consentito di identificare numerose proteine espresse in maniera differenziale per ciascun tipo di elicitore, correlabili alle diverse risposte di difesa indotte e quindi di definire le possibili relazioni biochimiche intercorrenti tra loro.

Attività biologiche di metaboliti secondari di origine vegetale
Gli alimenti vegetali sono una ricca fonte di diverse classi di metaboliti secondari i quali hanno notevoli effetti benefici e chemopreventivi sulla salllute umana. In particolare il rosmarino (Rosmarinus officinalis L.) è da sempre utilizzato nell’area mediterranea come spezia o anche nella medicina tradizionale, come rimedio a diverse patologie. Negli ultimi anni estratti di rosmarino cosi come quelli di molte altre piante trovano un impiego crescente nelle formulazioni degli integratori alimentari. Studi scientifici negli ultimi anni hanno confermato il potenziale terapeutico del rosmarino ed in particolare si sono avute evidenze in diversi sistemi modello in vitro ed in vivo, che i composti in esso contenuti possano esercitare anche un’azione antiproliferativa e dunque anti cancerogena. Nel nostro laboratorio si è intrapreso uno studio volto ad analizzare la composizione di estratti di varietà locali di rosmarino (HPLC-MS) e la loro attività antiproliferativa in cellule di melanoma umano. I dati verranno correlati con un’analisi proteomica dei cambiamenti nel quadro proteico causati dal trattamento delle cellule tumorali con gli estratti di rosmarino.

Pubblicazioni recenti
Rocco M., Arena S., Renzone G., Scippa GS., Lomaglio T., Verrillo F., Scaloni A. and Marra M. (2013) Proteomic analysis of temperature stress-responsive proteins in arabidopsis thaliana rosette leaves. Molecular Biosystems. 9: 1257-1267.
Trupiano D., Di Iorio A., Montagnoli A., Lasserre B., Rocco M., Scaloni A., Marra M., Chiatante D. and Scippa GS. (2012) “ Involvement of lignin and hormones in the response of woody poplar taproots to mechanical stress”. Physiol. Plantarum. 146: 39-52
D’Ambrosio C., Arena S., Rocco M., Verrillo F., Novi G., Viscosi V., Marra M. and Scaloni A. (2012) “Proteomic analysis of apricot fruit during ripening”. J. Proteomics. 78: 39-57.
Huang C., Verrillo F., Renzone G., Rocco M., Scaloni A. and Marra M. (2011) “Response to biotic and oxidative stress in arabidospis thaliana: analysis of variably phosphorylated proteins”. J. Proteomics. 74: 1934-1949.
Corrado G., Agrelli D., Rocco M., Marra M. and Rao M. (2011) “Systemin-inducible defenses against pests are costly in tomato”. Biol. Plantarum. 55: 305-311.
Visconti S., Camoni L., Marra M. and Aducci P. (2008). “Role of the 14-3-3 C-terminal region for interaction with the H+-ATPase”. Plant Cell Physiol. 49 : 1887-1897.
Rocco M., Corrado G., Arena S., D’Ambrosio C., Tortiglione C., Sellaroli S., Marra M., Rao R., and Scaloni A. (2008). “The expression of tomato prosystemin gene in tobacco plants affects host proteomic repertoire”. Journal of Proteomics 71: 176-185.
Guarino C., Arena S., De Simone L., D’ambrosio C., Santoro S., Rocco M., A Scaloni A.and Marra M.(2007) “ Proteomic analysis of the major soluble components in annurca apple flesh” Mol. Nutr. Food Res. 51: 255-262.
Sottocornola B., Visconti S., Orsi S., Gazzarrini S., Giacometti S.,Olivari C, Camoni L., Aducci P., Marra M., Abenavoli A., Thiel G. and Moroni A. (2006) “ The potassium channel KAT1 is activated by plant and animal 14-3-3 proteins “ JBC. 281 (47:35735-35741.
Rocco M., D’Ambrosio C., Arena S., Faurobert M., Scaloni A. and Marra M.(2006) Proteomic analysis of tomato fruits from two ecotypes during ripening” Proteomics, 6: 3781-3791.
Camoni L., Marra M., Garufi A., S Visconti S. and Aducci P (2006) “The maize root plasma membrane H+-ATPase is regulated by a sugar-induced transduction pathway” Plant Cell Physiol. 47 (6): 743-747.