Descrizione previsione attività della commessa "Progettazione ed applicazioni di Nanobiotecnologie (MD.P06.022)"

Type
Label
  • Descrizione previsione attività della commessa "Progettazione ed applicazioni di Nanobiotecnologie (MD.P06.022)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • Partecipazione a bandi ISCRA per acquisizione di tempo macchina su HPC facilities del CINECA Partecipazione ai bandi FAS Salute della Regione Toscana. Partecipazioni a bandi della Fondazione Cassa di Risparmio di Pisa. Partecipazione a bandi della fondazione telethon. Sottomissione progetti regionali (FAS Salute), nazionali (es Ricerca Finalizzata – Salute) e europei (Horizon 2020 calls) (literal)
Punti critici
  • - Simulazioni e modelli Multi-Scala per biomolecole: separazione delle interazioni in termini basati sulla fisica e chimica del sistema: connettività chimica, interazioni ad idrogeno, ponti salini e disolfuro, interazioni non legate a corto range (idrofobicità e ingombro) e a lungo raggio (elettrostatica. Parametrizzazione del campo di forze per i fluorofori organici da simulare. - Costruzione e mantenimento delle colonie transgeniche. - Disegno e generazione degli RNA guida per l'editing del gene endogeno PCDH19. - Implementazione di un sistema per la misura della lifetime della fluorescenza per l'identificazione univoca delle NP mediante microscopia intravitale a due fotoni. - Implementazione delle tecniche necessarie per l'esecuzione di esperimenti di patch clamo in vivo. - E' auspicabile una maggiore disponibilità del sistema per la generazione di fasci impulsati ultracorti di elettroni con accelerazione di plasmi tramite impulsi laser, in moda da poter incrementare la quantità di misure. - L'intrinseca instabilità e propensione all'aggregazione del peptide beta amiloide, rende particolarmente difficile il controllo sperimentale e il monitoraggio degli stadi di aggregazione. Ciò porta alla necessità di eseguire un numero significativo di esperimenti per garantire un buon livello di riproducibilità con conseguente dispendio di risorse di tempo ed economiche, considerato il costo non trascurabile del peptide beta amiloide. La principale azione da svolgere consiste, quindi, nel reperire fondi dedicati a questa linea di ricerca. - Comprensione delle relazioni tra proprietà fotofisiche e struttura nei sensori luminescenti e fotocromici, sia di natura proteica che organica. - Implementazione delle tecniche di imaging negli apparati di microscopia attualmente disponibili. - Microfluidica ad onde di superficie: disaccoppiamento termico tra substrato e fluido. (literal)
Attività da svolgere
  • - Simulazioni e modelli Multi-Scala per biomolecole: Ci si propone di procedere ad una parametrizzazione razionale e completa dei modelli minimalisti per proteine e acidi nucleici. Verranno usati i software messi a punto durante il periodo precedente. Simulazioni di dinamica molecolare di proteine fluorescenti sulla scala di centinaia di nanosecondi per la predizione di varie proprietà. Simulazioni del doppio strato lipidico in presenza dei fluorofori organici sviluppati nell'attività sperimentale. - Generazione di nuovi modelli di malattie neurologiche caratterizzate da espressione a mosaico della mutazione Sindrome di Rett: mutazione del gene MeCP2; displasia corticale: mutazione del gene PTEN e conseguente iperattivazione della via di mTOR; Epilessia intrattable femminile con ritardo mentale: mutazione mosaicale del gene PCDH19. - Generazione di un sensore fluorescente per la rivelazione della attività di CRE ricombinasi - Studio della diffusione e trafficking intracellulare e intercellulare di nanoparticelle taggate con quantum dot per la rivelazione in vivo mediante microscopia a due fotoni. - Studio della alterazione delle funzioni cognitive causate dalla attività epilettiforme - Studio del bilanciamento eccitazione inibizione nella corteccia cerebrale mediante microscopia e spettroscopia non lineare in vivo - Nell'ambito del progetto finanziato dal Ministero della Salute dal titolo \"Study of radiobiological and radiotherapeutic effects of a novel laser-driven electron accelerator\", in collaborazione con CNR-INO-Pisa, si cercherà di valutare altri effetti dell'irraggiamento con fasci impulsati ultracorti di elettroni su parametri cellulari sia di cellule U2OS, che di altre linee cellulari. - Tramite un confronto con pigmenti in vitro, si cercherà di ipotizzare l'ambiente molecolare e la diversa funzionalità dei pigmenti endogeni nella cellula di Blepharisma japonicum. Si prevede inoltre di realizzare l'analisi proteica mono e bidimensionale della forma WT e del mutante albino di Blepharisma japonicum. - Nell'ambito del Progetto FIRB \"MIND: Indagine multidisciplinare per lo sviluppo di farmaci neuro-protettori\", la piattaforma sperimentale messa a punto nel corso del 2014 sarà applicata allo studio degli effetti di aggregati di A² di diversa nuclearità sulle proprietà di membrana e all'osservazione delle interazioni tra A² e la membrana cellulare in presenza di potenziali inibitori dell'aggregazione del peptide: composti curcuminoidi di nuova sintesi e proteine chaperone come hsp60. - Verrà proseguita l'attività di ricerca finalizzata allo sviluppo di sensori fluorescenti di parametri chimico-fisici (polarità, viscosità) per monitoraggio di processi biochimici intracellulari. In particolare, si punterà allo sviluppo di nuove sonde caratterizzate da alta sensibilità e possibilità di visualizzazione in condizioni di super-risoluzione. - Verrà proseguito lo studio mirante ad identificare il ruolo delle alte pressioni nel determinare le proprietà fotofisiche di mutanti delle proteine fluorescenti. - Verrà proseguita l'attività (in collaborazione con IIT Genova) di integrazione tra sistemi di imaging a super-risoluzione e metodi di spettroscopia di correlazione, con l'obiettivo di visualizzare processi dinamici a risoluzioni <100 nm. - Caratterizzazione del modello animale di leucodistrofia a cellule globoide (il topo Twitcher): dosaggio di psicosina nei tessuti (cervello, nervo ottico e sciatico), saggi di attività enzimatica dell'enzima GALC dei tessuti (cervello, nervo ottico e sciatico) ed in cellule in coltura (fibroblasti). - Microfluidica ad onde acustiche di superficie: i studio degli effetti di riscaldamento indotti dalle onde acustiche di superficie. ii. Accoppiamento della microfluidica guidata da onde acustiche di superficie a biosensori SPR: studio della sensibilità di rivelazione di eventi di legame selezionati (antigene-anticorpo) - Nanostrutturazione di substrati polimerici biodegradabili per applicazioni di rigenerazione del sistema nervoso periferico: testing in vitro e traslazione pre-clinica. (literal)
Risultati attesi
  • - Simulazioni e modelli Multi-Scala per biomolecole: Lo studio del potenziale di connettività chimica è quasi ultimato. Si sta procedendo allo studio delle interazioni non legate a medio range su proteine destrutturate. Sul fronte delle applicazioni, si procederà al completamento delle applicazioni (proteasi e beta aggreganti) rimaste in sospeso. Si intende accoppiare i modelli minimalisti al modello mesoscala del citoplasma. Si intende procedere all'ottimizzazione dei modelli per RNA e DNA. Predizione tramite simulazioni di dinamica molecolare di variazioni strutturali in proteine fluorescenti in condizioni di alta pressione (fino a 7kbar). Predizione del potenziale elettrostatico nella regione del cromoforo e confronto tra vari mutanti. Predizione del posizionamento medio di fluorofori organici selezionati all'interno del doppio strato lipidico, e della loro affinità per diversi modelli delle fasi gel e disordinata del doppio strato. - Produzione dei summenzionati modelli di malattie mentali monogeniche. - Sensore fluorescente per l'attività della CRE ricombinasi - Valutazione della cinetica e modalità di passaggio di nanoparticelle polimeriche attraverso la barriera emato encefalica. - Si effettuerà un confronto fra gli effetti dell'irraggiamento con fasci impulsati ultracorti di elettroni e quelli ottenuti con sorgenti IORT tradizionali. - Una preliminare mappatura del proteoma di B. japonicum WT e del mutante albino. - Caratterizzazione degli effetti sull'aggregazione e sulla citotossicità del peptide beta amiloide di nuovi composti curcuminoidi anche in presenza di proteine chaperone. - Implementazione dei sensori sviluppati nel corso dell'anno in tecniche di microscopia ad alta risoluzione a livello intracellulare. - Identificazione di parametri e caratteristiche per la descrizione di come l'ordine di membrana influenzi (e sia influenzato) le (e dalle) proprietà dinamiche (diffusione) e termodinamiche (interazioni di recettori con altre proteine, lipidi o agonisti) di specifiche proteine - Analisi di processi dinamici a risoluzioni spaziali <100 nm utilizzando sonde fluroescenti dedicate - Caratterizzazione completa degli effetti di riscaldamento delle onde acustiche di superficie in sistemi microfluidici in funzione della frequenza e potenza dell'onda. - Caratterizzazione del topo twitcher (lipidomica, misura dell'attività enzimatica del GALC nei vari tessuti) - Produzione di microtubuli nanostrutturati biodegradabili impiantabili in un modello di lesione di nervo periferico di ratto. (literal)
Descrizione di

Incoming links:


Descrizione
data.CNR.it