Fondazione Toscana Life Sciences
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University Scuola Normale Superiore di Pisa
City Pisa
Research Structure Laboratorio di Biologia Molecolare
Research Structure Manager Prof. Arturo Falaschi
Phone 050-3153103; 050-3153093
Fax 050-3153327
Email falaschi@icgeb.org; a.cereseto@sns.it
Web Site www.sns.it
Skills Tipology Il Laboratorio di Biologia Molecolare ha sviluppato competenze specifiche nell'ambito dello studio del ciclo replicativo di HIV-1 con particolare attenzione alla fase di trascrizione e di integrazione virale nel genoma cellulare. Recentemente il laboratorio ha iniziato un programma sulla regolazione della replicazione del DNA umano a livello molecolare.
Past Experiences I progetti in corso riguardanti la biologia di HIV-1:
  • Vie cellulari di endocitosi e di secrezione della proteina virale Tat. Tat è una proteina espressa da HIV-1 che funziona principalmente come regolatore del promotore virale. In aggiunta a questa funzione numerosi studi hanno dimostrato che Tat svolge anche attività extra cellulari che sono tutt'ora non completamente note. La capacità di questa proteina di piccole dimensioni (14 kd) di transitare tra l'ambiente esterno ed interno della cellula, vede questo fattore come un potenziale strumento di delivery di molecole con finalità terapeutica. Il nostro laboratorio in uno studio collaborativo svolto con il laboratorio NEST-Istituto Nazionale per la Fisica della Materia, diretto dal Prof. Beltram, ha individuato la via cellulare di entrata di tale proteina (J Biol Chem. 2003; 278: 34141-9). Attualmente i nostri sforzi sono diretti all'individuazione dei pathways cellulari coinvolti nella secrezione di Tat.
  • Regolazione tramite acetilzione di CDK9 nella trascrizione di HIV-1. Studi da noi condotti precedentemente hanno messo in evidenza la dinamica molecolare con cui alcuni fattori cellulari noti per regolare la trascrizione di HIV-1 (GCN5, p300, NFkB etc) si legano al promotore durante l'attivazione virale (EMBO J. 2003; 22: 6550-61). Attualmente stiamo conducendo indagini volte a determinare i meccanismi di regolazione di un altro fattore coinvolto nella regolazione del promotore virale, CDK9. I nostri dati dimostrano che tale fattore viene regolato funzionalmente tramite una modificazione post-traduzionale (acetilazione) determinandone l' inibizione dell'attività catalitica con conseguente blocco trascrizionale del promotore di HIV-1.
  • Studio dell'interazione della proteina di HIV-1 integrasi (IN) e proteine cellulari. Gli studi condotti nel nostro laboratorio hanno dimostrato che IN, proteina catalizzatrice dell'integrazione virale, interagisce con una proteina cellulare, p300, appartenente alla famiglia delle acetil transferasi (HAT). Tale interazione determina la modificazione post-traduzionale (acetilazione) di IN con conseguente aumento dell'efficienza con cui HIV-1 si integra nel genoma cellulare (EMBO J - in press). Attualmente i nostri studi sono volti all'approfondimento dell'interazione di IN con altre HAT cellulari e al ruolo di tale interzione nell'ambito del ciclo replicativo di HIV-1.
  • Sviluppo di modelli ricombinanti di HIV-1 contenenti proteine fluorescenti per lo studio della replicazione virale in vivo. Lo sviluppo di particelle virali visibili tramite microscopia a fluorescenza ci permetterà di monitorare "in real time" in cellule in coltura il ciclo replicativo, dalle prime fasi di infezione fino al momento dell'integrazione nel genoma cellulare.
Per quanto riguarda la replicazione del DNA umano, il laboratorio sviluppa ed amplia un progetto iniziato dal Prof. Falaschi presso il Centro Internazionale di Ingegneria Genetica e Biotecnologia di Trieste.  Esso mira alla descrizione a livello molecolare dei processi che permettono l'attivazione di un'origine di replicazione presente nel genoma umano localizzata presso il gene per la lamina B2.  Il lavoro precedente ha permesso di identificare alcune proteine che interagiscono specificamente con l'origine di replicazione e ne determinano la funzione.  In particolare, il laboratorio sta studiando l'interazione con una proteina omeotica (coinvolta nei processi di sviluppo e differenziamento) che ha anche proprietà di proto-oncogène (in quanto, se mutato, causa leucemie).
Developed Research Applicability Gli studi condotti nel nostro laboratorio riguardanti la biologia molecolare di HIV-1 hanno permesso di individuare nuove interazioni del virus con fattori cellulari che risultano essere necessarie al completamento del ciclo replicativo. La conoscenza a livello molecolare di interazioni virus-cellula fornisce nuovi potenziali target farmaceutici per lo sviluppo di terapie anti-virali.

In aggiunta lo sviluppo di un modello virale ricombinante per lo studio in vivo del ciclo replicativo tramite microscopia a fluorescenza, fornisce uno strumento con enormi potenzialità per lo sviluppo di molecole in grado di inibire il ciclo virale in diverse fasi dell'infezione.

Il programma rivolto allo studio della regolazione della replicazione del DNA può portare risultati importanti, sia per quanto riguarda i processi normali che sono essenziali per il differenziamento e lo sviluppo dall'uovo fecondato all'organismo adulto, sia per quanto riguarda la patologia di questo processo che porta alla perdita di regolazione e quindi alla proliferazione cellulare incontrollata tipica dei tumori.
Equipments
  1. Microscopio confocale,
  2. FACS,
  3. strumenti per la conduzione di esperimenti di biologia molecolare,
  4. strumenti per la conduzione di esperimenti di biologia cellulare.
Network n.a.
Addendum
 
University Publications
(102)
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Last Update: 09/05/2006, 11:18   ·   Printed at: 18:05, 08/09/10
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