La necessità di monitorare la condizione biologica di un organismo ha portato alla ricerca di opportuni indicatori: i “biomarker”.
L’idea progettuale di BioDivErSI è lo sviluppo di uno strumento prototipo innovativo e versatile basato sulla combinazione di una sorgente ad electrospray ionization (ESI), spettrometria di massa (MS) ed altre sorgenti di ionizzazione come nuova tecnologia per il “discovery” e la caratterizzazione chimica e strutturale di biomarker nella loro forma nativa, cioè nella struttura associata alla loro funzione biologica.
Tra i biomarker, BioDivErSI ha focalizzato l’attenzione sull’identificazione e caratterizzazione di microRNA (miRNA). I miRNA sono piccoli RNA endogeni non codificanti che regolano negativamente la traduzione degli RNA messaggeri (mRNA) codificanti in una sequenza specifica. Queste biomolecole hanno acquisito una certa rilevanza tra i biomarker in quanto le variazioni della loro espressione sono associate a numerose patologie.
La capacità di collegare questi cambiamenti agli stati patologici evidenzia il loro valore come biomarker. La loro espressione e funzione altamente specifica consente l'accurata classificazione molecolare per esempio dei tumori, e negli ultimi anni sono stati scoperti e validati circa 2000 miRNA che intervengono nella fisiopatologia tumorale.
L’obiettivo primario di BioDivErSI è stato la progettazione e sviluppo di una strumentazione originale che accoppii una sorgente ESI con uno spettrometro di massa (MS) e altre sorgenti ionizzanti, per produrre fasci molecolari di miRNA e dei loro complessi multiplamente carichi, controllarne la struttura selezionando una particolare stato di carica, e studiare le interazioni di legame delle specie presenti nel campione in analisi.
Il secondo obiettivo è stato la caratterizzazione delle sequenze di miRNA modello isolate e la loro interazione con le molecole bersaglio. L’analisi con ESI-MS è stata supportata da studi di Dinamica Molecolare (DM) e attività di ML per la costruzione e l’utilizzo di un database di specie con stati di carica rappresentativi del miRNA e dei complessi.
PROGRAMMA
Ore 10:00 Il progetto BioDivErSI - L. Avaldi (CNR-ISM)
- Metodologia computazionale predittiva della struttura dei miRNA - A. Grottesi (CINECA)
- Realizzazione ed ottimizzazione di un sistema ESI-MS - P. Bolognesi (CNR-ISM)
- La spettrometria di massa incontra la biologia strutturale: analisi di proteine ed acidi nucleici in fase gassosa - F. Fiorentino (Sapienza Università di Roma)
Ore 11.15 L'acido peptido nucleico (PNA), una molecola con due identità e il suo utilizzo nel targeting dei miRNA - M. Moccia (CNR-IC)
Iniziative nei settori della biofisica, biosensori e biotecnologie nell’area romana
Ore 11.45 Il Cluster CHICO - F. Miraglia
Ore 12.10 Gruppo Tech4Bio - V. Mussi (CNR-IMM)
Ore 12:30 Dibattito con la partecipazione di LazioInnova (tbd) e dell'Unità di Valorizzazione della Ricerca del CNR (N. Fantini)
Ore 13 Buffet