L'obiettivo principale di questo programma triennale è quello di fornire una formazione di alto livello scientifico per gli studenti con un background in scienze biologiche, medicina, ingegneria, fisica, chimica, farmacologia, interessati a studiare le funzioni dell'organismo in materia di salute e di malattia con un approccio multidisciplinare.
Il programma offre opportunità di ricerca e formazione per studenti ambiziosi che desiderano partecipare ad un dottorato di ricerca interdisciplinare riguardante uno o più dei seguenti settori: chimica, biochimica, bioinformatica e biologia computazionale, genetica, genomica, microbiologia, immunologia, biologia cellulare, dello sviluppo, molecolare, strutturale e dei sistemi.
Una caratteristica distintiva di questo programma è la possibilità di interagire e mettersi in relazione con altri studenti con diverso background e competenze e di affrontare lo studio della funzione dell'organismo in salute e malattia in modo completo (a tutto campo).
Il lavoro pratico è integrato da conferenze, seminari e corsi che coinvolgono tutti gli studenti e il corpo docente, con l'obiettivo di sviluppare una più larga conoscenza basata su una lingua comune, essenziale nella scienza moderna.
Gli organismi studiati includono batteri, lieviti, piante, mosche, nematodi, topi e sistemi umani, con possibili connessioni cliniche.
Sono previsti tre piani di studio:
1) BIOLOGIA E GENETICA DI PROCARIOTI E VIRUS; INTERAZIONE OSPITE-PATOGENO COMPRENDENTE LA RISPOSTA IMMUNITARIA, E MECCANISMI DI RESISTENZA AGLI ANTIMICROBICI
Questo programma di studi si concentrerà sui meccanismi molecolari alla base dei processi fondamentali della biologia delle cellule procariote e virus e le loro interazioni con l’ospite.
Le aree di ricerca di interesse includono:
• l’interazione tra agenti patogeni e la cellula ospite
• le strategie adottate dai batteri/virus per contrastare le condizioni di stress imposte dall’ospite
• i meccanismi di infezione microbica/virale, di persistenza e di elusione delle risposte immunitarie
• i pathways cellulari coinvolti nella patogenesi delle infezioni batteriche/virali
• l’evoluzione dei meccanismi di resistenza agli antibiotici e agli antivirali
I progetti in corso includono studi volti a comprendere:
• i meccanismi immunometabolici alla base delle funzioni delle cellule immunitarie
• i meccanismi che regolano fenotipo e funzioni di cellule dell’immunità innata nel corso di processi infiammatori cronici associati ad infezioni
• le risposte immunitarie a seguito di vaccinazione in pazienti sani e immunodeficienti o in individui portatori di disturbi del sistema immunitario
• la risposta immunitaria innata nelle zoonosi virali
• il ruolo delle varianti genetiche virali e i meccanismi immunopatogenetici dei virus respiratori
• il ruolo di fattori cellulari (condizioni metaboliche, età, sesso) nel favorire la replicazione dei virus respiratori e la risposta infiammatoria dell’ospite
• l’evoluzione del genoma batterico, del resistoma e del mobiloma nella resistenza acquisita agli antibiotici
• i fattori genetici di colonizzazione, adattamento e persistenza dei cloni batteri di origine nosocomiale e comunitaria
2) BIOINFORMATICA E OMICHE, STRUTTURA E FUNZIONE DELLE MACROMOLECOLE, SCOPERTA DI NUOVI FARMACI.
Questo programma di studi si concentrerà sulle proprietà delle macromolecole biologiche. Diversi approcci verranno utilizzati, che coinvolgono la biologia strutturale, la biochimica, la bioinformatica, la progettazione e la chimica di nuovi farmaci. L'obiettivo finale è quello di fornire il quadro concettuale necessario per interpretare la complessità biologica in fenomeni rilevanti quali la riprogrammazione delle cellule, il cancro, l’interazione ospite-patogeno.
Tra i progetti in corso, ci sono:
• studi per svelare i meccanismi di reazione iniziale che portano alla produzione dell’informazione genetica;
• la determinazione della struttura delle singole macromolecole per svelare i meccanismi molecolari alla base della stabilità e il ripiegamento delle proteine;
• studi per svelare i principi fondanti del riconoscimento molecolare tra biomolecole, compresi gli studi di proteomica;
• sfruttamento delle informazioni strutturali su putative molecole bersaglio per progettare, sintetizzare e convalidare composti antimicrobici e antivirali, così come nuovi o ottimizzati farmaci antitumorali;
• le basi strutturali del metabolismo al fine di trovare nuovi bersagli di farmaci anti-biofilm efficaci;
• approcci computazionali per l'interpretazione dei dati di –omiche;
• sviluppo di metodi per la predizione della funzione e della struttura delle macromolecole.
3) BIOLOGIA MOLECOLARE E CELLULARE E GENETICA DELLE CELLULE EUCARIOTICHE; BIOLOGIA DELLO SVILUPPO; FISIOLOGIA CELLULARE.
Questo programma di studi si concentrerà sui meccanismi molecolari alla base dei processi fondamentali della biologia delle cellule eucariotiche. In particolare, le attuali aree di interesse includono:
• le interazioni della cellula ospite con patogeni virali, procariotici ed eucariotici.
• i meccanismi molecolari che controllano la biologia della cellula eucariotica durante processi fisiologici e patologici
I progetti in corso includono studi volti a comprendere:
• le reti regolative di segnalazione;
• il crosstalk e il traffico cellulare; comunicazione fisio-patologica cellula-cellula.
• le conseguenze della riprogrammazione metabolica in cellule eucariotiche.
• espressione e funzione di geni non codificanti proteine: ruolo di piccoli e lunghi RNA non codificanti nel controllo dell'espressione genica;
• fenomeni epigenetici: epigenetica nella replicazione, ricombinazione e trascrizione del DNA e nel controllo dell'espressione genica;
• organizzazione cromosomica e stabilità del genoma;
• meccanismi molecolari che guidano il differenziamento cellulare: destino delle cellule staminali in risposta a fattori microambientali.
(Logo credits: Giorgio Giardina)