IBBE > ATTVITA > RICERCA > Sistemi bioenergetici di membrana: meccanismi funzionali e patofisiologia

Sistemi bioenergetici di membrana: meccanismi funzionali e patofisiologia

Personale CNR: Nicola Altamura, Rosa Castaldo, Domenico De Rasmo, Paolo Lattanzio, , Rosa Lippolis, Domenico Marzulli.

Personale associato: Sergio Papa

Le ricerche sono articolate attraverso le seguenti linee:
Studio dei meccanismi di controllo cellulare della espressione, funzione e assemblaggio dei complessi della catena respiratoria in eucarioti e procarioti.
Lo studio della bioenergetica sta acquisendo crescente interesse nella ricerca, sia di base che clinica, per il ruolo svolto dai mitocondri nel controllo di eventi fisiopatologici come crescita cellulare, invecchiamento e apoptosi e quindi in patologie proliferative e degenerative. In questo contesto la trasduzione del segnale, in particolare l’AMPc, gioca un ruolo principale nella regolazione della biogenesi e della funzionalità mitocondriale, e del bilancio dei ROS in condizioni fisiologiche e patologiche.
Un’altra area di interesse riguarda lo studio dei complessi respiratori di membrana in microrganismi di interesse industriale. Particolari risultati sono stati ottenuti riguardo la struttura e la funzione dei complessi citocromo c ossidasi e ATP sintasi di mitocondri e batteri.
2. Molte malattie genetiche, e varie forme di cancro, sono causate da mutazioni nonsenso che generano codoni di stop prematuri (PTCs) con conseguente arresto prematuro della traduzione. Le conseguenze funzionali della presenza di PTC comprendono la degradazione del mRNA e la sintesi di proteine tronche spesso aberranti o non funzionali. Ad oggi non è disponibile una terapia genica per il trattamento terapeutico di queste malattie. Un approccio alternativo è basato sull’uso di agenti chimici capaci di sopprimere i PTCs (read through), interferendo con il meccanismo di lettura del PTC ma non del codone di stop naturale, ripristinando la sintesi dell’intera proteina. La ricerca di molecole a basso peso molecolare, capaci di indurre read through ha grande rilevanza in tale contesto e richiede un efficiente sistema di screening su larga scala.

Tematiche di Ricerca
Le attività di ricerca comprendono:
meccanismi di controllo cellulare della espressione, funzione e assemblaggio dei complessi della catena respiratoria in fisiopatologia;
meccanismi di cooperatività allosterica dei sistemi di trasduzione dell’energia (pompa protonica citocromo c ossidasi);
ruolo della trasduzione del segnale nella regolazione della funzionalità mitocondriale;

Meccanismi patogenetici alla base delle disfunzioni mitocondriale nel Parkinson, in altre patologie neurodegenerative e nei tumori;

Approcci di genomica e proteomica nello studio di patologie umane e in microorganismi di interesse industriale;

Caratterizzazione dei geni costituenti l’operone delle ossidasi terminale e loro espressione in microorganismi produttori di antibiotici.

Meccanismi funzionali del NMD e fattori di regolazione
Il lievito Saccharomyces cerevisiae come sistema genetico per l’espressione di proteine eterologhe d’interesse biomedico e/o biotecnologico.

Sistemi cellulari/organismi modello utilizzati
Linee cellule, primarie e immortalizzate, di mammifero.
Linee cellulari di fibroblasti ottenute da biopsia dermica di soggetti affetti da patologie neurologiche.
Linee cellulari tumorali.
Microrganismi di interesse industriale.
Lievito Saccharomyces cerevisiae

Obiettivi della ricerca
Lo scopo generale è l’incremento della conoscenza sui meccanismi di regolazione AMPc-dipendenti della funzione mitocondriale in condizioni fisiopatologiche. L’estensione di questi risultati contribuirà a comprendere il ruolo dei mitocondri negli eventi cellulari e molecolari che portano alla degenerazione cellulare fornendo dati importanti per l’elaborazione di nuove strategie terapeutiche.
Incrementare la conoscenza dei meccanismi di funzionamento del NMD nella cellula eucariotica e ai fini dello sviluppo di trattamenti delle malattie genetiche associate a mutazioni nonsenso (PTC), alternativi alla terapia genica.
Utilzzo delle tecnologie di espressione in S. cerevisiae per la produzione quantitative di proteine umane per motivi di studio e di proteine destinate a dispositivi industriali.

Indirizzo

Via Giovanni Amendola, 165/A
70126 Bari (BA) Italia

Share
IBBE - Institute of Biomembranes and Bioenergetics of Bari © 2015 Realizzato da e-labora srl