Ricerca: Verso un nuovo algoritmo di docking: sviluppo di metodi computazionali per studiare i meccanismi alla base dell'interazione tra proteine
TESI DI DOTTORATO:
Titolo: Towards a novel docking algorithm: development of new computational methods for the investigation of the molecular mechanisms underlying the interaction among proteins
Questo progetto si concentra sullo sviluppo di nuovi metodi computazionali per comprendere i meccanismi molecolari alla base delle interazioni tra proteine, fondamentali per la predizione delle regioni di legame e, di conseguenza, per lo sviluppo di farmaci. E’ noto che queste regioni mostrano complementarietà geometriche e chimiche, che consentono a proteine distanti di riconoscersi nell'affollato ambiente cellulare. Alcune di queste caratteristiche (come la loro composizione preferibilmente idrofobica e la complementarietà di forma) sono ben consolidate. Altre caratteristiche sono ancora oggetto di indagine per migliorare la caratterizzazione del legame, anche se ciò comporta costi computazionali più elevati. L'obiettivo finale è quindi affrontare due sfide nella biologia computazionale: identificare le interfacce in tempi computazionali ragionevoli e determinare i parametri più efficienti per prevedere l'interazione proteina-proteina. Con questo scopo, vogliamo sviluppare un metodo computazionale per prevedere le interazioni proteiche, verificando rapidamente la complementarietà di piu’ caratteristiche possibili mediante l'espansione polinomiale di Zernike.
Area tematica: Biologia strutturale
SSD: FIS/07
EDUCAZIONE:
- Dottoranda in Scienze della vita all'Università La Sapienza, con borsa finanziata dalla Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia (Roma, inizio: Novembre 2021)
- Laurea magistrale in Applied Physics all'Università di Bologna, 110/110 cum laude (Bologna, conclusione: Settembre 2021)
Tesi di laurea magistrale: Aggregation of the C-terminal fragment of the TAR DNA-binding Protein 43 in relation to the Amyotrophic lateral sclerosis.
Relatori: Prof. G. Ruocco, Prof. A. Bazzani. Co-relatore: Dr. E. Milanetti.
(Università di Bologna, Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, Viale Regina Elena 291, 00161 Roma, Italia)
-Laurea triennale in Fisica all'Università di Trieste, 104/110 (Trieste, conclusione: Settembre 2019)
Tesi di laurea triennale: Causalità di Wiener-Granger applicata a serie temporali estratte da C. elegans.
Relatore: Prof. E. Milotti. Co-relatori: Prof. L. Rigon, Dr. V. Folli.
(Università di Trieste, Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, Viale Regina Elena 291, 00161 Roma, Italia)
ARTICOLI PUBBLICATI:
- D’Antoni C, Mautone L, Sanchini C, Tondo L, Grassmann G, Bezzi P, Cordella F, Di Angelantonio S. Unlocking Neural Function with 3D In Vitro Models: A Technical Review of Self-Assembled, Guided, and Bioprinted Brain Organoids and Their Applications in the Study of Neurodevelopmental and Neurodegenerative Disorders. International Journal of Molecular Sciences. 2023 May. https://doi.org/10.3390/ijms241310762
- Grassmann G, Miotto M, Di Rienzo L, Gosti G, Leonetti M, Ruocco G, Milanetti E. Electrostatic complementarity at the interface drives transient protein-protein interactions. Scientific reports. 2023 June. https://doi.org/10.1038/s41598-023-37130-z
- Miotto M, Di Rienzo L, Grassmann G, Desantis F, Gosti G, Leonetti M, Ruocco G, Milanetti E. Differences in the organization of interface residues tunes the stability of the SARS-CoV-2 spike-ACE2 complex. Frontiers in Molecular Biosciences. 2023 June. https://doi.org/10.3389/fmolb.2023.1205919
- Di Rienzo L, Miotto M, Desantis F, Grassmann G, Ruocco G, Milanetti E. Dynamical Changes of SARS-Cov-2 Spike Variants in the Highly Immunogenic Regions Impact the Viral Antibodies Escaping. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. 2023 April. https://doi.org/10.1002/prot.26497
- Grassmann G, Miotto M, Di Rienzo L, Gosti G, Ruocco G, Milanetti E. A novel computational strategy for defining the minimal protein molecular surface representation. Plos ONE. 2022 April. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266004
- Grassmann G, Miotto M, Di Rienzo L, Salaris F, Silvestri B, Zacco E, Rosa A, Tartaglia GG, Ruocco G, Milanetti E. A Computational Approach to Investigate TDP-43 RNA-Recognition Motif 2 C-Terminal Fragments Aggregation in Amyotrophic Lateral Sclerosis. Biomolecules. 2021 Dec 19;11(12):1905. doi: 10.3390/biom11121905. PMID: 34944548; PMCID: PMC8699346.
- Grassmann G. Letter to the editor of Heliyon re: "New considerations on the validity of the Wiener-Granger causality test." Heliyon. 2020; 6(10): e05208
- Grassmann G. New considerations on the validity of the Wiener-Granger causality test. Heliyon, Volume 6, Issue 10 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e05208
ARTICOLI INVIATI A RIVISTA:
- Grassmann G, Miotto M, Di Rienzo L, Gosti G, Desantis F, Ruocco G, Milanetti E. Computational approaches to predict molecular interactions in crowded cellular environments.
(Inviato a Chemical Reviews)
PROGETTI DI RICERCA FINANZIATI:
- Progetti per Avvio alla Ricerca - Tipo 1 (1000.00 €)
Towards a novel docking algorithm.
Grassmann G (PI) (Universita' La Sapienza di Roma, Novembre 2023)
- PRIN: progetti di ricerca di rilevante interesse nazionale (190000.00 €)
Coexistence between Ordered and DIsordered Regions in proteins: a multiscale overview on the mechanisms regulating
aggregate-associated diseases (CODIR).
Milanetti E (PI), Parisi V, Giansanti A, Grassmann G, Montemiglio L.C., Mattarelli M, Fioretto D, Passeri AA (Marzo 2023)
- Progetti di Ricerca (Piccoli, Medi) - Progetti Piccoli (3000.00 €)
The role of the electrostatic contribution to the interface of protein complexes: a Zernike polynomial based method.
Milanetti E (PI), Grassmann G (Universita' La Sapienza di Roma, Dicembre 2022)
SEMINARI:
- Third MaSBiC Symposium Advances in Protein Science: Exploring Structure, Function, and Beyond: Electrostatic complementarity drives transient protein-protein interactions (Ancona, Settembre 2023).
- Workshop on New Frontiers in Molecular Crowding: A computational approach to investigate TDP-43 RNA-Recognition Motif 2 C-Terminal fragments aggregation in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ESRF Grenoble, Giugno 2022).
POSTER:
- XVI International Workshop on Complex Systems: Electrostatic complementarity evaluation at the protein interfaces: prediction of transient protein-protein interactions (Andalo, Marzo 2023)
- Second DiSVA-MaSBiC Annual Symposium - Protein Structure and Function in Biology, Medicine and Nanotechnology: A computational approach for biomolecular binding characterization: TDP-43 C-terminal fragment aggregation in ALS (Ancona, Ottobre 2022)
- Workshop on New Frontiers in Molecular Crowding: A computational approach for biomolecular binding characterization: TDP-43 C-terminal fragment aggregation in ALS (ESRF Grenoble, Giugno 2022)
- The I MASBIC-DISVA annual symposium: A computational approach to investigate TDP-43 C-terminal fragments aggregation in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS). (Ancona, Settembre 2021).
PARTECIPAZIONE A SEMINARI/MEETING:
- Emerging role for m6A RNA modification in cancer: learning from leukemia (online, Marzo 2022).
- Functional and Pathological Interactions of α synuclein (online, Marzo 2022).
- Amino acid metabolism: involvement in tumor progression and new therapeutic approaches (online, Marzo 2022).
- Neurodegenerative Diseases: The Role of TDP-43 in mRNA transport and Localization (online, Aprile 2022).
- Mechanism of a cell wall transporter involved in lipoteichoic acid synthesis and bacterial adaptation (online, Aprile 2022).
- Evolution of Klebsiella pneumoniae high-risk clones to pan-resistance (online, Aprile 2022).
- Architecture of the human erythrocyte ankyrin-1 complex (online, Aprile 2022).
- Metabolic control of T cell immunity (online, Aprile 2022).
- RNA-based therapeutic approaches for neurodegenerative tauopathies (online, Maggio 2022).
- NADPH Oxidase: Structure, Enzymology and Drug Design (online, Maggio 2022).
- When viral RNA met the cell: a story of protein-RNA interactions (online, Maggio 2022).
- Protective / Preventive Role Of Natural Compounds In Human Health: Biochemical Approaches To Target Ageing And Neurodegeneration (online, Giugno 2022).
- New frontiers for molecular crowding (ESRF Grenoble, Giugno 2022).
- Physics of biomolecules: structure, dynamics and function (Bressanone, Settembre 2022).
- Structures and functions of proteins in biology, medicine and nanotechnologies (Ancona, Ottobre 2022).
- Engineering Proteins To Boost LTP And Memory (Roma, Marzo 2023).
- Application of deep learning to the protein structure prediction: the tale of a “gigantic leap” (Roma, Marzo 2023).
- Deciphering self-renewal traits in epidermal stem cells (Roma, Marzo 2023).
- Insulin Signaling in Alzheimer’s Disease Brain and Models Thereof (Roma, Marzo 2023).
- Educating tutor-associate macrophages under metabolic stress (Roma, Marzo 2023).
- XVI International Workshop on COMPLEX SYSTEMS (Andalo, Marzo 2023).
- Synthetic Biology: what, why and how (Rome, Aprile 2023).
- Protecting our genome: mechanisms to maintain DNA repeats stability in human cells (Roma, Aprile 2023).
- Regulation of enzymatic activity mediated by liquid-liquid phase separation (Roma, Aprile 2023).
- The chaperonin GroEL nano-machine: allostery and function (Roma, Maggio 2023).
- The axonal transport machinery and its dysfunctions in neurodegenerative diseases (online, Maggio 2023).
- Riboregulation from bacteria to eukaryotes: mechanisms and challenges (Roma, Giugno 2023).
- Third MaSBiC Symposium Advances in Protein Science: Exploring Structure, Function, and Beyond (Ancona, Settembre 2023).
CORSI:
- Fundamentals of Enzyme kinetics (online, Febbraio 2022).
- Science Stories: boost your communication techniques by talking and going social (Rome, Giugno 2022).
- Introduction to ML/DL and to Pytorch (online, Novembre 2023).
- From Linear Regression to Deep Models using Neural Networks (online, Dicembre 2023).
- Advanced Deep Learning (online, Dicembre 2023).
- La Terza Missione dell’Università e il Public Engagement (online, Dicembre 2023).
- Etica e Scienza (online, Dicembre 2023).
- Fare start-up in Sapienza, istruzioni per l’uso (online, Dicembre 2023).
- Catalogo delle pubblicazioni IRIS: finalità e modalità di utilizzo (online, Dicembre 2023).
- Valorizzare i risultati della Ricerca: la tutela brevettuale in ambito accademico (online, Dicembre 2023).
- Comunicazione e divulgazione scientifica (online, Dicembre 2023).
PROGRAMMAZIONE:
- Matlab
- Python
- C++
LINGUE:
- Inglese: IELTS certificate: overall band score: 8.0. CEFR level: C1. (Bologna, Dicembre 2020).
- Tedesco: livello base.