Istituto di Genetica Molecolare - Consiglio Nazionale per la Ricerca
L'Istituto di Genetica Molecolare (IGM) nasce nel Settembre 2000 dalla fusione dell'Istituto di Genetica Biochimica ed Evoluzionistica (IGBE) con il Centro di Studio per l'Istochimica (CSI), entrambi situati a Pavia. Nel 2007 si arricchisce delle sezioni di Bologna e Chieti.
L'esperienza e la tradizione delle varie componenti confluite nell’IGM coprono settori che, nel contesto di una generale affinità di tematiche, presentano un elevato grado di complementarietà e sussidiarietà per le metodologie impiegate. L’IGM si caratterizza per un’intensa attività di ricerca fondamentale di alto profilo internazionale da cui deriva una altrettanto qualificata attività di ricerca traslazionale.
L'IGM si distingue per la capacità di coniugare la ricerca sui meccanismi biologici fondamentali con quella traslazionale. Si possono individuare tre indirizzi principali di ricerca:
- analisi molecolare e biologia cellulare di malattie genetiche ereditarie;
- caratterizzazione molecolare di malattie genetiche acquisite come i tumori e la loro progressione in senso metastatico;
- sviluppo di metodiche e screening di nuovi farmaci.
Spesso queste linee di ricerca si intrecciano nelle singole commesse (7 afferenti al dipartimento di Medicina e 1 a Scienze della Vita) che utilizzano le principali metodiche della biologia moderna (approcci biochimici e farmacologici, biologia e genetica molecolare, biologia cellulare e calcolo computazionale) in modo innovativo.
Il team di ricerca coinvolto nel progetto Superpig (sottoprogetto 3) è composto da:
· Giovanni Maga, Primo Ricercatore. Resp. Sezione Enzimologia del DNA e Virologia Molecolare.
· Federico Focher, Dirigente di Ricerca. Expertise: Biochimica, Enzimologia, Biologia Molecolare, Biotecnologie Applicate.
· Anna Cleta Croce, Ricercatore. Expertise: Fotobiologia, Biopsia Ottica di Fluorescenza e Autofluorescenza, Fluorofori Endogeni e proprietà morfofunzionali di cellule e tessuti.
Il laboratorio ha una pluridecennale esperienza nello sviluppo di molecole biologicamente attive per la salute umana (antivirali, antiprotozoari, antitumorali). In particolare è stata studiata l’enzimologia e biologia molecolare della replicazione e della riparazione del DNA umano e virale (Herpes simplex virus tipo 1, Herpes simplex virus tipo 2, Virus della Pseudorabbia suina, HIV e HCV) ed è stata sviluppata la caratterizzazione biochimico-funzionale degli enzimi coinvolti nella sintesi del DNA e dei nucleotidi (Homo sapiens, HCV, HIV, Herpes simplex virus tipo 1, Herpes simplex virus tipo 2, Varicella Zoster, Virus della Pseudorabbia suina, Simian Herpes B, Eimeria tenella, Trichomonas vaginalis, Toxoplasma gondii, Entamoeba histolytica).
Il laboratorio offre una piattaforma integrata per l’identificazione di nuovi bersagli molecolari, la loro validazione, lo screening di molecole inibitorie e lo studio del loro meccanismo d'azione.
La consolidata partnership con i laboratori di chimica farmaceutica sintetica e computazionale di tutta Europa testimonia come il laboratorio sia un centro di eccellenza nel fornire il supporto biologico/biochimico al processo di sviluppo di nuovi potenziali farmaci.
La struttura dispone di un sistema di medium throughput screening per molecole biologicamente attive contro diversi bersagli enzimatici (polimerasi, elicasi, protein chinasi, etc.) basato su test in vitro in micropiastre con diversi sistemi di output: luminescenza, assorbanza, fluorescenza, radioattività.
I test biologici comprendono sia valutazioni su enzimi purificati sia saggi in cellula.
Il laboratorio possiede inoltre, la expertise necessaria per il clonaggio, l'espressione e la purificazione di proteine ricombinanti e puo' fornire il necessario supporto tecnico-scientifico per l'identificazione di nuovi bersagli molecolari dal cloning del gene all'espressione della proteina alla messa punto dei test biologici.
Il laboratorio è in grado di fornire supporto tecnico-scientifico per applicazioni biotecnologiche che prevedano il clonaggio, l'espressione e la purificazione di proteine ricombinanti in sistemi eterologhi. In particolare presso il nostro centro è possibile sviluppare strategie di clonaggio/espressione, protocolli di purificazione, sistemi di valutazione dell'attività enzimatica in vitro. Il laboratorio è in grado di effettuare pilot- e medium-scale production di proteine ricombinanti.
Per quanto riguarda la Biopsia ottica, si fornisce una pluridecennale esperienza nella definizione delle proprietà fotofisiche (in particolare autofluorescenza) di biomolecole che possono quindi agire come fluorofori endogeni (es. NAD(P)H libero/legato, flavine, proteine, acidi grassi, lipofuscine-lipopigmenti, porfirine, bilirubina). Il loro stretto coinvolgimento nella loro struttura o processi metabolici ne determina il ruolo di biomarcatori intrinseci di cellule e tessuti, utilizzabile per diagnosi e monitoraggio in vivo e in tempo reale delle loro proprietà funzionali in condizioni normali e alterate. L’attività ha riguardato la definizione delle basi per lo sviluppo di metodologie di biopsia ottica di autofluorescenza per applicazioni diagnostiche in campo biomedico (es. discriminazione di adenomi e carcinomi della mucosa del colon, definizione in tempo reale dei margini di resezione di glioblastomi in neurochirurgia, caratterizzazione dello stato metabolico di singole cellule in coltura in funzione del loro grado di malignità, monitoraggio della funzionalità metabolica del fegato nel trapianto). E’ quindi disponibile un solido supporto per la caratterizzazione fotofisica di nuovi modelli biologici in funzione dei loro fluorofori endogeni caratteristici e la messa a punto di procedure diagnostiche di biopsia ottica ad essi dedicate.