Molecular tools for contaminated sediment monitoring

The present thesis of doctorate starting with questions generated from previous research and considering of the existing environmental contamination problems. was performed in three stages. First, we verified the suitability of Solea solea as bioindicator to to evaluate the biological effect of environmental contaminated sediment on aquatic organisms. A series of genes were identified by DNA microarray and some of them were partially cloned and optimized for their use asbiomarker of toxicity. These genes were quantified by Real Time PCR. We demonstrate that the chemical/physics characterization of contaminated sediment are not sufficient for determining the toxicity of sediments (Chapter 1). Next, we analyzed the pool of genes optimized in Sparus aurata to evaluate the difference on biological effect of two contaminated sediments (sampling in the same place, North East of Italy). We conclude that all biomarkers and both the bioindicator here used have high capacity to respond to toxicity of low contaminated sediment that in this case has a more detrimental effects on animal organisms than the higher contaminated ones (Chapter 2) Finally, we analyze the use of innovative molecular techniques (Microarray assay) in environmental monitoring of Southern costal of California. These results highlight the utility of the multi-species microarray approach as a sensitive diagnostic for the presence of endocrine disruptors in the aquatic environment (Chapter 3). The integration of innovative molecular techniques to the environmental monitoring produced results that contribute significantly to the evaluation of marine contaminated sediments and to the improvement of the management of the marine environmental pollution.and Furthermore, this study reveals new research possibilities for individuate new bioindicator for European Ecosystem and new biomarkers to the development of an responsible guidelines of contaminated sediment management.

La presente tesi di dottorato ha posto i primi passi con le domande generate dalle ricerche precedenti e considerando i problemi esistenti per le contaminazione ambientali. Il presente progetto è stato effettuata in tre fasi. In primo luogo, abbiamo verificato l'idoneità di Solea solea come bioindicatore per valutare l'effetto biologico di sedimenti contaminati ambientali sugli organismi acquatici. Una serie di geni sono stati identificati mediante DNA microarray e alcuni di essi sono stati parzialmente clonati e ottimizzati per il loro uso come biomarker di tossicità. Questi geni sono stati quantificati mediante Real Time PCR. Abbiamo dimostrato che la caratterizzazione chimico / fisiche di sedimenti contaminati non sono sufficienti per determinare la tossicità dei sedimenti (capitolo 1). Successivamente, abbiamo analizzato il pool di geni ottimizzati in Sparus aurata per valutare la differenza dell’effetto biologico di due sedimenti contaminati (campionati nello stesso luogo, il Nord Est d'Italia). Possiamo concludere che tutti i biomarcatori ed il bioindicatore qui utilizzati hanno un’alta capacità di rispondere a bassa tossicità di sedimenti contaminati che in questo caso ha effetti più nocivi sugli organismi animali più elevati rispetto a quelli contaminati (capitolo 2), infine, si analizza l'uso di innovative tecniche di biologia molecolare (microarray), nel monitoraggio ambientale delle costiera della California meridionale. Questi risultati evidenziano l'utilità di un approccio multi-specie microarray come strumento diagnostico sensibile per la presenza di interferenti endocrini in ambiente acquatico (capitolo 3). L'integrazione di innovative tecniche molecolari per il monitoraggio ambientale prodotto risultati che contribuiscono in maniera significativa alla valutazione della marina sedimenti contaminati e al miglioramento della gestione del pollution.and ambiente marino Inoltre, questo studio rivela nuove possibilità di ricerca per individuare nuovi bioindicatore europeo Ecosistema e nuovi biomarcatori per lo sviluppo di un responsabile di linee guida di gestione dei sedimenti contaminati.