Obiettivi formativi
<br />Far conoscere agli studenti le principalistrategie sperimentali pergli studi su larga scala dell'espressionegenica e della funzioneproteica, e le conseguenze profonde che talistudi stanno avendo sullanostra visione delle cellule e degli organismi.
Prerequisiti
Gli studenti devono avere un solido background in Chimica, Biochimica, Biologia Molecolare e Tecnologie del DNA ricombinante.<br />
Contenuti dell'insegnamento
"IL TERMINE PROTEOMICA INDICA L’IDENTIFICAZIONE SISTEMATICA DI PROTEINE E LA LORO CARATTERIZZAZIONE RISPETTO A STRUTTURA, FUNZIONE, ATTIVITÀ, QUANTITÀ E INTERAZIONI MOLECOLARI. L’APPROCCIO PROTEOMICO HA COMINCIATO A RIVELARSI DI STRAORDINARIA EFFICACIA SOLO IN SEGUITO ALLA DETERMINAZIONE DELLA SEQUENZA COMPLETA DI DIVERSI GENOMI, CIOÈ NELLA FASE POST-GENOMICA DELLA MODERNA BIOLOGIA. IDENTIFICARE UNA PROTEINA SIGNIFICA, ESSENZIALMENTE, CONOSCERNE LA STRUTTURA PRIMARIA. FINO A DIECI ANNI FA, QUESTA INFORMAZIONE POTEVA ESSERE OTTENUTA SOLO A FATICA E PER CAMPIONI PROTEICI MOLTO SEMPLICI. ATTUALMENTE, ESSA PUÒ ESSERE ACQUISITA IN MODO ESTREMAMENTE RAPIDO, ED ANCHE PER MISCELE PROTEICHE DI ELEVATA COMPLESSITÀ. I FATTORI CHE HANNO RESO POSSIBILE QUESTO AVANZAMENTO SONO, DA UN LATO, LA GIÀ RICORDATA DISPONIBILITÀ DI DATABASES GENOMICI COMPLETI, DALL’ALTRO, L’APPLICAZIONE DI TECNICHE AVANZATE DI SPETTROMETRIA DI MASSA ALLO STUDIO DI CAMPIONI PROTEICI. L’IDENTIFICAZIONE SISTEMATICA DI TUTTE LE PROTEINE PRESENTI IN UN LISATO CELLULARE RESTA COMUNQUE UN LAVORO IMMANE E, DI PER SÉ, SCARSAMENTE INFORMATIVO. PER QUESTO GLI STUDI PROTEOMICI, PUR NELLA VASTITÀ DEI LORO OBIETTIVI, MUOVONO IN GENERE DA DOMANDE MIRATE. AD ESEMPIO: QUALI PROTEINE SONO SOVRA- O SOTTO-RAPPRESENTATE, IN UNA POPOLAZIONE CELLULARE, IN CONDIZIONI PATOLOGICHE? DA QUALI PROTEINE È COSTITUITA UNA PORZIONE SUB-CELLULARE FISICAMENTE ISOLABILE E CHE SVOLGE PRECISE FUNZIONI (AD ES. IL NUCLEOLO, IL PROTEASOMA, IL COMPLESSO DEL PORO NUCLEARE)? NEGLI ULTIMI ANNI, GLI STUDI PROTEOMICI SONO STATI RESI PARTICOLARMENTE INCISIVI DAL CONNUBIO CON STRATEGIE PER L’ETICHETTATURA DI PROTEINE, O PROTEIN TAGGING. PROCEDURE RELATIVAMENTE SEMPLICI, BASATE SULLA TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE, PERMETTONO DI OTTENERE L’ESPRESSIONE, IN CELLULE COLTIVATE IN VITRO MA ANCHE IN ORGANISMI MULTICELLULARI, DI VARIANTI PROTEICHE CONTENENTI UN BREVE TRATTO AGGIUNTIVO DI CATENA POLIPEPTIDICA (TAG) CHE CONSENTE, AD ESEMPIO, UNA RAPIDA ED EFFICACE PURIFICAZIONE DELLA PROTEINA ETICHETTATA, O LA SUA VISUALIZZAZIONE IN VIVO, OPPURE LA SUA PRECISA QUANTIFICAZIONE. L’ETICHETTATURA SISTEMATICA DI TUTTE LE PROTEINE DI UN ORGANISMO UNICELLULARE SEMPLICE, IL LIEVITO SACCHAROMYCES CEREVISIAE, HA PERMESSO DI CONDURRE A TERMINE STUDI IMPENSABILI FINO A POCHI ANNI FA: LO STUDIO SISTEMATICO DELLA LOCALIZZAZIONE SUB-CELLULARE DI TUTTE LE PROTEINE DI UNA CELLULA; LO STUDIO DELLE INTERAZIONI DI OGNI PROTEINA CON TUTTE LE ALTRE PROTEINE, E QUINDI LA COSTRUZIONE DELLE PRIME MAPPE GLOBALI DI INTERAZIONI PROTEINA-PROTEINA; LA QUANTIFICAZIONE ASSOLUTA DEI LIVELLI DI OGNI PROTEINA NELLA CELLULA; L’IDENTIFICAZIONE DI TUTTE LE REGIONI DEL GENOMA CON CUI UNA PARTICOLARE PROTEINA NUCLEARE INTERAGISCE, E QUINDI LA COSTRUZIONE DELLE PRIME MAPPE GLOBALI DI INTERAZIONI PROTEINA-DNA. POICHÉ LA QUASI TOTALITÀ DELLE PROTEINE SONO INTERESSATE DA MODIFICAZIONI COVALENTI (AD ES. FOSFORILAZIONE, GLICOSILAZIONE, UBIQUITINAZIONE) CHE NE REGOLANO LA FUNZIONE, SONO STATE MESSE A PUNTO NEGLI ULTIMI ANNI STRATEGIE PROTEOMICHE CHE MIRANO ALL’IDENTIFICAZIONE SISTEMATICA DI TUTTE LE PROTEINE CHE, IN UNA CERTA CONDIZIONE, PORTANO UNA PARTICOLARE MODIFICAZIONE COVALENTE. L’OBIETTIVO A LUNGO TERMINE, ED ANCHE IL PIÙ AMBIZIOSO, DELLE DIVERSE STRATEGIE CUI SI È ACCENNATO È IL PASSAGGIO DA UNA VISIONE STATICA AD UNA VISIONE DINAMICA DEI PROTEOMI. COME CAMBIANO LA CONCENTRAZIONE, LA LOCALIZZAZIONE, LE MODIFICAZIONI COVALENTI, LE INTERAZIONI MACROMOLECOLARI E L’ATTIVITÀ DI TUTTE LE PROTEINE DI UNA CELLULA QUANDO QUESTA PASSA DA UNA CONDIZIONE DI CRESCITA ALL’ALTRA, O DA UNA FASE ALL’ALTRA DEL SUO CICLO, O DA UNO STATO NORMALE AD UNO PATOLOGICO? "
Bibliografia
<br />Durante losvolgimento del corsoverrà reso disponibile materiale didatticocostituito da rassegne edarticoli scientifici originali in linguainglese, aggiornati di anno in anno.
Metodi didattici
<br />Il corso i basa su lezioni frontalinellequalivengono generalmenteanalizzati in dettaglio articoliscientificirecentie di grande impatto.
