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Description
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Negli scorsi decenni la risoluzione della struttura del DNA, il sequenziamento di interi genomi e gli studi sulle interazioni tra DNA e proteine hanno consentito impressionanti progressi nella comprensione dei meccanismi coinvolti nel mantenimento della stabilità genomica. Negli ultimi anni lo sviluppo di tecniche analitiche innovative, ad elevata sensibilità e a basso costo hanno dimostrato un grande potenziale per l’analisi del DNA e delle proteine, migliorando la risoluzione spaziale e temporale fino a raggiungere idealmente il livello di singola molecola. In questo contesto NEMATIC (Mat eriali Nanoporosi: lavagnE autoasseMblAnti per lo sTudio della struttura e delle Interazioni del DNA) intende esplorare le possibilità date dai materiali autoassemblanti nanoporosi (nanopori) per realizzare un’innovativa piattaforma analitica che permetta lo studio degli effetti di proteine sulla struttura e topologia del DNA con cui interagiscono. L’utilizzo dei nanopori ha riguardato finora il sequenziamento del DNA, ma non ci sono dati in letteratura riguardo la possibilità di usare le membrane nanoporose per l’analisi di campioni complessi contenenti diversi tipi di biomolecole e per studiare la topologia del DNA. Con NEMATIC si propone di espandere l’uso dei nanopori all’analisi delle modificazioni del DNA indotte da interazioni con proteine. La tecnica si basa su eventi di traslocazione indotta da campi elettrici attraverso membrane nanoporose (NBM) funzionalizzate a microarray. Per la messa a punto delle NBM verranno utilizzati come sistemi modello proteine ed enzimi estratti da Archaea termofili, microorganismi che vivono a temperature superiori agli 80 °C. Tali proteine rappresentano un utile strumento per applicazioni in vari campi della biologia e biotecnologia grazie alla loro intrinseca stabilità al calore, agli agenti denaturanti e alla proteolisi, nonché alla capacità di funzionare in un ampio intervallo di condizioni chimico-fisiche. Inoltre, molte proteine ed enzimi estratti dagli organismi termofili risultano utili sistemi modello per lo studio dei processi inerenti il DNA e per la delucidazione dei più complessi meccanismi operanti negli eucarioti. Infine lo studio di molecole di tali organismi riveste un notevole interesse per la comprensione delle loro peculiari caratteristiche biochimiche. Le lavagne porose sviluppate in NEMATIC costituiranno un importante passo verso la realizzazione di sistemi analiltici in grado di: -rivelare molecole biologiche sulla base di interazioni biochimiche e steriche; -rivelare le modifiche al DNA indotte da interazione con diverse proteine sfruttando l’approccio microarray |
