Competenze

Le competenze metodologiche dei ricercatori dell'IBPM sono altamente diversificate e includono:

Bioinformatica e biologia computazionale
o Modellizzazione di strutture di proteine.
o Progettazione di proteine e peptidi bioattivi.
o Analisi computazionale di sequenze e strutture 3D di proteine e acidi nucleici.
o Analisi di profili genomici, trascittomici, epigenomici
IBPM afferisce alla rete Europea Elixir per lo sviluppo della bioinformatica nelle Scienze della Vita (https://www.elixir-europe.org/)

Chimica e Biologia molecolare
o Sintesi di catalizzatori chirali e loro immobilizzazione su nanoparticelle. Sintesi e purificazione di composti bioattivi e loro caratterizzazione chimico-fisica mediante: gas cromatografia accoppiata alla spettrometria di massa (GC/MS), cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) o accoppiata alla spettrometria di massa (LC-MS), risonanza magnetica nucleare (NMR), spettroscopia a infrarosso (IR), polarimetria.
o Ingegnerizzazione e purificazione di peptidi, proteine e acidi nucleici.
o Analisi delle proprietà dinamiche di proteine, della catalisi enzimatica e di meccanismi di reazione mediante spettroscopia d'assorbimento UV-visible, fluorescenza e dicroismo circolare, statica e tempo-risolta (stopped-flow, temperature jump, continuous flow). Amperometria a NO.
o Analisi della struttura di proteine mediante cristallografia a raggi X (Biocrystal facility, vedi 'Servizi').
In particolare, attraverso la BioCrystal Facility, IBPM accede alle facilites Europee sincrotone di Grenoble (Francia); Berlino (Germania)e Trieste.

Metodiche molecolari avanzate
o Studio dell'interazione molecolare tra DNA, RNA, proteine e piccole molecole, mediante ultracentrifugazione analitica, Surface Plasmon Resonance (SPR), Differential Scanning Fluorimetry (DSF), Isothermal Titration Calorimetry (ITC), RNA ImmunoPrecipitation (RIP), Cross Linking ImmunoPrecipitation (CLIP), RNA pull-down, Two-hybrid system, Phage display.
o Tecniche 'omiche' applicate allo studio di proteine, DNA, RNA e dell'interazione tra macromolecole (microarrays, Next Generation Sequencing, ChIP, proteomica standard e redox).
o Genome Editing e Gene Expression Reprogramming: tecnologie CRISPR-Cas9, creazione di vettori virali adeno-associati (AAV) e di geni regolatori artificiali.
o Sintesi e caratterizzazione di nanovettori proteici per applicazioni di drug delivery.

Biologia cellulare, citofluorimetria e imaging
o Colture cellulari animali e vegetali, cellule staminali tumorali e mesenchimali e modelli cellulari.
o Isolamento di organelli e strutture cellulari e loro caratterizzazione funzionale.
o Trasfezione transiente e stabile. Trasformazione di protoplasti da cellule vegetali. Infezione virale e microiniezione.
o Analisi mediante citofluorimetria multidimensionale di molecole di membrana e intracellulari, della proliferazione e sopravvivenza cellulare.
o Tecniche di ibridazione in situ per analizzare l'espressione genica in tessuti animali e vegetali. Tecniche di immunoistochimica e immunocitochimica. In situ proximity Ligation Assay (PLA) per la visualizzazione di specifiche interazioni proteina-proteina all'interno della cellula.
o Analisi citologica di preparati cromosomici da cellule meiotiche e mitotiche ed ibridazione fluorescente in situ (FISH) per lo studio dell'instabilità del genoma.
o Microscopia molecolare (TEM/AFM) di acidi nucleici e cromatina.
o Analisi del profilo energetico cellulare mediante misure dell'efficienza respiratoria (high-resolution respirometry) e di sintesi dell'ATP.
o Saggi in vitro e in vivo per valutare le proprietà angiogenetiche di molecole sintetiche o proteine di interesse.
o Microscopia wide field e confocale, in campo chiaro e fluorescenza. Tecniche di video-registrazione di cellule vive (time lapse) per l'analisi di processi cellulari dinamici. Elaborazione delle immagini; utilizzo e sviluppo di moduli software per analisi qualitativa e quantitativa (Piattaforma di microscopia, vedi 'Servizi').

Organismi e sistemi modello
o Gli organismi modello includono: batteri (Escherichia coli, Shigella flexneri), Saccharomyces cerevisiae, Giardia intestinalis, Drosophila melanogaster, Arabidopsis thaliana, Pteris vittata. Sono inoltre utilizzati ceppi murini geneticamente modificati per lo studio della risposta immune, di neuropatologie, patologie neuromuscolari e oncologiche.
o Manipolazione genetica di organismi modello. Riprogrammazione dell'espressione genica in modelli murini preclinici (AVV e geni regolatori artificiali). Produzione di piante transgeniche (Arabidopsis thaliana)
o I modelli cellulari includono tra gli altri: cellule mesenchimali e staminali tumorali derivate da pazienti, mioblasti derivati da pazienti con patologie muscolari, progenitori neurali umani derivati da cellule pluripotenti, cellule staminali embrionali murine, modelli cellulari di differenziamento muscolare e neuronale, colture primarie neuronali di roditore e di leucociti di uomo e di topo (linfociti Natural Killer, linfociti T antigene-specifici e cellule dendritiche)

Analisi e tecniche genetiche
o Analisi genetica formale in Drosophila melanogaster, Saccharomyces cerevisiae e Arabidopsis thaliana.
o Collezioni di mutanti del controllo genetico.
o Analisi della variabilità genetica nell'uomo: analisi di polimorfismi genetici (SNPs) applicata alla predizione di malattia ed a studi dell'evoluzione umana.