Descrizione del modulo "Internazionalizzazione dell'IBCN di Monterotondo (ME.P05.023.001)"

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  • Descrizione del modulo "Internazionalizzazione dell'IBCN di Monterotondo (ME.P05.023.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Lo sviluppo ed applicazione di tecnologie innovative per la produzione e caratterizzazione di nuovi modelli mutanti e per la modificazione inducibile in vitro ed in vivo di geni bersaglio potranno avere importanti ricadute nel campo della diagnosi e terapia molecolare di patologie genetiche e multifattoriali umane. La formazione e trasmissione delle conoscenze innovative in questo settore permettera' la creazione di un'ampia base di ricercatori e tecnici esperti. La quasi totalità dei ricercatori in biologia e farmacologia cellulare, come pure una gran parte dei fisiologi e microbiologi, utilizza tecniche di microscopia ottica avanzata. Sono direttamente interessate e coinvolte le Società scientifiche di Biologia Cellulare e del Differenziamento, Farmacologia, Neuroscienze, Fisiologia, ma anche Immunologia e Immunofarmacologia, Cancerologia, Biochimica, Biofisica, Biotecnologie, Tossicologia e Nanotossicologia. Anche l'industria farmaceutica ha la necessità di usare microscopia high-throughput, per esempio per lo screening di farmaci sui tipi cellulari di interesse. (literal)
Tematiche di ricerca
  • 1) Identificazione di geni mutanti importanti dal punto di vista biomedico e sviluppo di nuove tecniche, come ZFNs, Talens e CRISPR / Cas, caratterizzate da maggiore efficienza nel processo gene editing rispetto alla tradizionale ricombinazione omologa in cellule ES. 2) Sviluppo di tecnologie di imaging basate su microscopia/nanoscopia ottica avanzata per ricerca di base in biomedicina. 3) Creazione e applicazione di librerie combinatorie di anticorpi; scoperta di nuovi anticorpi; ricognizione di antigeni di superficie; creazione di modelli fenotipici cellulari. 4) Sviluppo di nanobiotecnologie, cellule staminali e medicina rigenerativa. (literal)
Competenze
  • Produzione e caratterizzazione genotipica e fenotipica primaria di ceppi mutanti, quali nuovi modelli in vivo, applicabili in campo farmaceutico e diagnostico. Sviluppo di adeguati strumenti informatici e banche dati. Importazione di ceppi mutanti ottenuti in altre Istituzioni scientifiche. Espansione in condizione sanitarie controllate (SPF) e crioconservazione dei ceppi mutanti e loro distribuzione alla comunità scientifica internazionale. Sviluppo di nuove tecniche di transgenesi, come ZFNs, Talens e CRISPR / Cas, caratterizzate da maggiore efficienza nel processo gene editing rispetto alla tradizionale ricombinazione omologa in cellule ES. Sviluppo di metodologie ottiche per la fenotipizzazione avanzata di modelli murini mutanti mediante microscopia intravitale con utilizzo di tecnologia multifotone/multicolore, imaging non lineare (seconda e terza armonica), STED, FRET, FRAP, FLIM. Attivita' di formazione e trasmissione delle conoscenze per creare un'ampia base di ricercatori e tecnici esperti. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • 1) Le nuove tecnologie per la produzione, crioconservazione, analisi fenotipica e distribuzione su larga scala di modelli mutanti di patologie umane, potranno trovare applicazioni innovative in campo farmaceutico, diagnostico e della medicina molecolare. 2) Occupazione e formazione di personale specializzato in termini di aumento del mercato per le ditte specializzate in manutenzione delle apparecchiature e infine come aumento del mercato per le ditte produttrici di strumentazioni e materiali. Anche l'industria farmaceutica ha la necessità di usare microscopia high-throughput, per esempio per lo screening di farmaci sui tipi cellulari di interesse. (literal)
Tecnologie
  • La progettazione, la realizzazione e la caratterizzazione di modelli animali geneticamente modificati si configura per definizione come metodologia di modellazione e intervento su sistemi biologici complessi. Infatti permette di introdurre modificazioni geniche mirate in organismi animali (generalmente topi) per creare modelli utili sia alla comprensione della funzione di nuovi geni, sia allo studio di malattie genetiche, sia alla sperimentazione di nuove terapie geniche e farmacologiche. Inoltre il modulo si avvale di varie tecnologie che permettono di attivare l'espressione o il silenziamento di un gene selettivamente in un solo organo (espressione guidata da promotori tessuto-specifici) e/o al momento voluto nel corso della vita dell'animale (espressione condizionale basata sul sistema tetraciclina dipendente o sul sistema Cre/lox). Massima attenzione verrà inoltre prestata allo sviluppo di nuove tecniche, come ZFNs, Talens e CRISPR / Cas, caratterizzate da maggiore efficienza nel processo gene editing rispetto alla tradizionale ricombinazione omologa in cellule ES. (literal)
Obiettivi
  • 1) Rilanciare IBCN grazie ad iniziative strategiche concordate con il DSB. 2) Capitalizzare le opportunità offerte da INFRAFRONTIER 3) Capitalizzare le opportunità offerte da EUROBIOIMAGING 4) Adozione di misure collaterali volte a massimizzare la performance e la visibilità di IBCN, tra cui: 4.1 Board scientifico Il Direttore, in collaborazione con altri scienziati esperti dell'IBCN, identifica un board di 4–5 persone esterne all'IBCN e possibilmente straniere, per la valutazione dei progetti scientifici e del loro andamento. 4.2 Retreat annuale. Dando l'opportunità ad ogni linea di ricerca di presentare la propria attività a tutto l'istituto si mettono in atto dinamiche importanti per (i) l'autovalutazione e (ii) per stabilire nuovi rapporti di collaborazione. 4.3 Organizzazione delle MONTEROTONDO KEYNOTE LECTURES. Cercando, in linea di principio, l'accordo con EMBL e ICGEB, si possono organizzare eventi di alto profilo internazionale. 4.4 Aggiornamento costante del sito web, elemento chiave per attrarre studenti e nuove collaborazioni. 4.5 Creazione di una segreteria scientifica/ufficio fund–raising. (literal)
Stato dell'arte
  • (1 e 2) Il Forum strategico europeo sulle infrastrutture di ricerca (ESFRI) è stato lanciato nel 2002 con l'obiettivo di individuare e soddisfare le esigenze scientifiche delle infrastrutture di ricerca (RI) in Europa per i prossimi 10-20 anni. INFRAFRONTIER è una RI distribuita per la fenotipizzazione e l'archiviazione di genomi murini, modelli di malattie umane. EUROBIOIMAGING è un'altra IR distribuite, recentemente inclusa nella Roadmap ESFRI, il cui obiettivo è mettere a disposizione dei ricercatori biomedici in Europa chiari e semplici meccanismi di accesso a tutte le tecnologie di imaging. La collocazione dell'IBCN al crocevia INFRAFRONTIER e EUROBIOIMAGING mira a creare opportunità uniche al mondo per uno dei punti nodali della missione dell'Istituto: la correlazione genotipo–fenotipo mediante studi comportamentali, genetica del topo e modelli animali per lo studio dei meccanismi alla base di malattie umane. (3 e 4) Le iniziative di collaborazione con Istituzioni scientifiche Cinesi e del Regno Unito sono rivolte a consolidare la presenza dell'IBCN nel panorama della ricerca internazionale. (literal)
Tecniche di indagine
  • - tecniche di trasferimento o silenziamento di geni in modelli animali mediante microiniezione, vettori virali o iniezione di cellule staminali embrionali; - tecniche di microchirurgia: prelievo di embrioni, impianti in utero, vasectomie: - tecniche connesse alla caratterizzazione del fenotipo transgenico: estrazione e analisi di acidi nucleici e proteine da tessuti (Southern blot, Northern blot, PCR e RT-PCR, Chromatin Immunoprecipitation (ChIP), elettroforesi mono e bidimensionale di proteine, Western blot), esami istologici e immunoistochimici, prelievi di sangue e dosaggi enzimatici sul siero; - esami fisiologici e analisi comportamentali per fenotipizzazione primaria - trasfezioni transienti o stabili di costrutti di DNA esogeno in linee cellulari mediante liposomi o elettroporazione; - caratterizzazione funzionale delle linee trasformate mediante saggi di proliferazione, differenziamento, apoptosi, saggi di espressione e di localizzazione mediante tecniche di immunofluorescenza; - microscopia intravitale multifotone/multicolore, imaging non lineare (seconda e terza armonica), STED, FRET, FRAP, FLIM. (literal)
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