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CHI RICERCA……TROVA! Il Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università degli Studi di TORINO presenta la propria attività di ricerca agli Studenti delle Scuole Medie Superiori E’ OBBLIGATORIA LA PRENOTAZIONE Lunedi 16 APRILE 2012 SEDE DI VIA ACCADEMIA ALBERTINA 13 Ore 9 -13 Aula De Filippi

PROGRAMMA Ore 9: Saluto e Presentazione Ore 9.15: La ricerca scientifica in Neurobiologia ore 9.30: La ricerca scientifica in Genetica ore 9.45: La ricerca scientifica in Biochimica ore 10: La ricerca scientifica in Ecologia ore 10.15: La ricerca scientifica in Biologia cellulare e molecolare ore 10.30-11: Discussione ore 11.00-13.00: Visita guidata ai Laboratori di Ricerca

LA RICERCA SCIENTIFICA IN: NEUROBIOLOGIA Gruppo di ricerca: Prof. Paolo Peretto Dott. Silvia De Marchis Dott. Federico Luzzati Sara Bonzano (dottoranda) Giulia Nato (dottoranda) Roberta Schellino (dottoranda)

NUOVI NEURONI NEL CERVELLO DEI MAMMIFERI ADULTI La neurogenesi, come dice il termine stesso, è il processo che porta alla nascita, a partire da progenitori staminali, di nuovi neuroni nel cervello. Questo fenomeno è fondamentale durante lo sviluppo embrionale, perché garantisce la corretta formazione delle complesse reti di neuroni che costituiscono il sistema nervoso centrale e periferico. I neuroni, una volta generati, infatti, migrano nella sede stabilita; qui maturano e, grazie alle connessioni sinaptiche, “comunicano” con gli altri neuroni con cui hanno preso contatto. La neurogenesi, però, non interessa esclusivamente il cervello in sviluppo! Negli ultimi vent’anni, infatti, è stato demolito il vecchio dogma che sosteneva che il tessuto nervoso di un individuo adulto fosse un tessuto “perenne”, privo cioè di attività proliferativa, e si è scoperto invece che la neurogenesi persiste anche nel cervello dei mammiferi adulti (ma anche in uccelli, rettili e pesci), però solo in alcune regioni specifiche. Nei mammiferi queste regioni sono due: la Zona Sottoventricolare, dove si originano nuovi neuroni che migrano verso il bulbo olfattivo, e il Giro Dentato dell’Ippocampo, che svolge un ruolo importante nella formazione della memoria. Da molti anni ormai, il nostro laboratorio di ricerca si occupa di studiare, nei mammiferi adulti, questi neuroni neogenerati, in particolare quelli che, generati nella Zona Sottoventricolare, arrivano al bulbo olfattivo. In questa regione, infatti, ogni giorno più di 30000 neuroni vengono generati a partire da progenitori staminali. Questi nuovi neuroni – che all’inizio sono chiamati “neuroblasti” perché non sono ancora maturi – formano delle catene e migrano verso il bulbo olfattivo. Una volta arrivati a destinazione, i neuroblasti si staccano dalle catene e migrano singolarmente verso determinati strati del bulbo olfattivo; tra tutti i neuroblasti che migrano, però, solamente il 50% viene selezionato e si integra nei circuiti preesistenti, formando connessioni con gli altri neuroni. Grazie all’utilizzo di alcuni marcatori cellulari, noi possiamo seguire il destino delle cellule neogenerate dalla loro genesi fino alla loro maturazione. Avvalendoci di diverse metodologie, che spaziano dalla biologia molecolare agli studi sul comportamento, cerchiamo di mettere in luce diversi aspetti della “vita” di queste cellule neogenerate, come ad esempio i fattori che ne regolano la proliferazione e la migrazione verso il bulbo olfattivo e gli stimoli ambientali che favoriscono la selezione e la sopravvivenza dei nuovi neuroni. Capire quali sono i fattori e i meccanismi che regolano l’integrazione di nuovi neuroni nel tessuto nervoso maturo è importante non solo per cercare di svelare il loro ruolo, ma anche in prospettiva di possibili approcci terapeutici che prevedano il trapianto cellulare per la cura delle malattie neurodegenerative.

LA RICERCA SCIENTIFICA IN: GENETICA Gruppo di ricerca: Prof.ssa Gabriella Sella Dott.ssa Maria Cristina Lorenzi Dott. Massimiliano Delpero Dott. Piero Cervella Dott. Alfredo Santovito Dott.ssa Dasa Schleicherova Dr. Elio Cannarsa

Argomenti di ricerca: 1. Variabilità delle popolazioni umane, evoluzione e conservazione dei primati (Delpero, Santovito) 2. Marcatori genetici legati al sesso (Cervella, Cannarsa) 3. Sistemi riproduttivi di animali ermafroditi e a sessi separati (Sella, Lorenzi, Schleicherova) La variabilità genetica delle popolazioni animali e umane La genetica è la branca della biologia che studia i caratteri ereditari degli organismi e i meccanismi con cui vengono trasmessi alla progenie. Tra le diverse aree di studio della genetica si distingue la genetica delle popolazioni che analizza le caratteristiche genetiche di gruppi di organismi mediante metodi molecolari e statistici al fine di studiarne la variabilità e i meccanismi microevolutivi. La diversità della vita sulla terra è costituita dall'insieme degli esseri viventi che popolano il pianeta come risultato di lunghi processi evolutivi. La biodiversità sta deteriorandosi a un ritmo allarmante per cause dirette e indirette dell’attività dell’uomo (distruzione e frammentazione dell’habitat, sovra-sfruttamento, inquinamento, ecc.). Molte specie si sono ridotte a livelli che di per se o a causa di un ulteriore intervento di fattori demografici, ambientali, o catastrofici possono rappresentare una concreta e imminente minaccia di estinzione. In questo contesto, il contributo che la genetica può apportare alla formulazione di appropriate strategie di conservazione è quello di fornire strumenti teorici e metodologici atti preservare la variabilità genetica delle specie, e quindi il potenziale evolutivo che le rende entità dinamiche capaci di far fronte ai cambiamenti ambientali. La genetica applicata alla conservazione consiste nell’uso delle moderne metodiche della biologia molecolare al fine di affrontare numerose problematiche, quali l’identificazione delle popolazioni minacciate dalla ridotta diversità genetica, la descrizione della struttura delle popolazioni (frammentazione, flusso genico, ecc.), l’elaborazione di strategie atte a minimizzare l’inincrocio (definizione delle unità di gestione, traslocazione e reintroduzione di individui), gli aspetti forensi legati al bracconaggio e al commercio illegale di specie a rischio. Il nostro laboratorio del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi sta inoltre svolgendo attività di ricerca in merito allo studio della variabilità genetica di alcune popolazioni umane. L’obiettivo di tali studi consiste nella descrizione della distribuzione di alcuni polimorfismi genetici implicati nella risposta individuale a xenobiotici ambientali o nella diversa suscettibilità a patologie immuno-ematologiche legate alla diffusione della malaria e di altre malattie parassitarie.

LA RICERCA SCIENTIFICA IN: BIOCHIMICA IL GRUPPO DI BIOCHIMICA

Docenti Prof. Gianfranco Gilardi Prof. Enrica Pessione Dott. Paola Allegra Dott. Giovanna Di Nardo Dott. Roberto Mazzoli Dott. Sheila Sadeghi Dott. Francesca Valetti Personale tecnico Dott. Daniela Minerdi

Assegnisti, Dottorandi e Borsisti Dott. Silvia Castrignanò Dott. Alessandro Pessione Dott. Erika Mangiapane Dott. Michele Zapponi Dott. Danilo Degregorio Dott. Alex Ortolani Dott. Gianluca Catucci Dott. Francesco Rua Dott. Simone Morra Dott. Ivan Zgrablic Dott. Giuliana Lo Bianco Dott. Serena D’Avino Dott. Stefania Bortolussi Dott. Alice Bracco

La biochimica è la disciplina della biologia che studia in dettaglio le reazioni chimiche complesse che avvengono nella cellula. La biochimica contemporanea dedica una particolare attenzione allo studio delle proteine, sia per il loro ruolo strutturale negli organismi sia per il loro importantissimo ruolo funzionale, unico nei sistemi viventi, che si realizza nella varietà delle reazioni chimiche che le proteine enzimatiche sono in grado di catalizzare. La proteomica, uno degli approcci di studio applicati nelle ricerche del gruppo, consente di avere una “istantanea” delle proteine espresse in una cellula in una precisa condizione fisiologica o patologica e delle complesse interazioni regolative tra le proteine stesse. Le proteine e gli enzimi sono quindi gli elementi che realizzano operativamente il progetto di organismo di cui il DNA è depositario e singolarmente sono biomolecole iper-specializzate per realizzare una funzione strutturale o catalitica. In quest’ottica rappresentano raffinatissimi nanocongegni (“nano” in quanto le loro dimensioni sono dell’ordine del miliardesimo di metro, quindi nella scala dimensionale delle nanotecnologie, settore di avanguardia della scienza contemporanea). L’ingegnerizzazione di proteine, che viene progettata e realizzata nel nostro gruppo di ricerca, consente di ottimizzare i processi di trasformazione di substrati di interesse biotecnologico e di xenobiotici, compresi i farmaci, per applicazioni in vari settori (medico-farmaceutico, agroalimentare, nano-biotecnologico, per la tutela dell’ambiente e dei beni culturali, per la biocatalisi e lo sviluppo di processi industriali eco-compatibili). TEMI Biocatalisi Biomateriali Nuove funzioni enzimatiche Proteomica dei microrganismi per il biorisanamento Proteomica e biochimica microbica applicate agli alimenti Costruzione di biosensori Biocombustibili

LA RICERCA SCIENTIFICA IN ECOLOGIA Il gruppo di ricerca di Ecologia del Dipartimento di Biologia Animale e dell’Uomo è composto dalle seguenti persone: Prof. Antonio Rolando – Professore Ordinario di Ecologia Prof. Guido Badino – Già Professore Ordinario di Ecologia Dr.ssa Francesca Bona – Ricercatrice confermata Dr. Marco Isaia, PhD – Ricercatore confermato Dr. Giuseppe Maiorana – Tecnico Dr. Enrico Caprio, PhD – Assegnista Dr.ssa Valentina La Morgia, PhD – Assegnista Dr. Matteo Negro, PhD – Assegnista Dr.ssa Elisa Falasco, PhD – Borsista Dr. Rocco Mussat Sartor, PhD – Borsista Dr.ssa Barbara Rizzioli – Dottoranda Dr.ssa Marta Franchino – Dottoranda Dr. Mauro Paschetta – Dottorando Dr. Alberto Chiarle – Dottorando Dr. Dan Chamberlain – Borsista Marie Curie Dr.ssa Elena Piano – Contrattista LINEE DI RICERCA DEL LABORATORIO DI ECOLOGIA Il gruppo si occupa delle relazioni degli organismi autotrofi ed eterotrofi terrestri ed acquatici con il loro ambiente, con particolare riguardo a distribuzione, storia evolutiva, risposte all'ambiente fisico e interazioni tra organismi conspecifici ed eterospecifici. Capitoli basilari dell'ecologia sono: dinamica e regolazione delle popolazioni in funzione delle risorse e delle interazioni biotiche (predazione, competizione, parassitismo, simbiosi); comunità, meccanismi che ne regolano la diversità e ne determinano la variazione spazio-temporale; ecosistemi naturali, antropizzati, urbano-industriali e loro organizzazione nei sistemi di paesaggi; flusso di energia negli ecosistemi, cicli biogeochimici e ruolo in essi svolto dai microrganismi; risposte degli ecosistemi ai cambiamenti globali e alle alterazioni antropiche. Il gruppo di ricerca in ecologia cura i seguenti aspetti applicativi: conservazione e gestione degli ecosistemi, utilizzazione delle risorse biologiche, controllo di specie esotiche, strategie per il mantenimento della biodiversità e la sostenibilità della biosfera, ecotossicologia, indicatori della qualità ambientale, valutazione di impatto ambientale, aspetti ecologici del risanamento e recupero ambientale. Il settore si occupa di coltivazione di microalghe, con diverse condizioni di crescita, per la fissazione di CO2 e la valorizzazione energetica della biomassa. Il gruppo studia anche gli aspetti metodologici relativi all'analisi dei sistemi ecologici, al monitoraggio, alla modellizzazione e alla rappresentazione di dati ecologici e ai sistemi informativi ambientali.

LA RICERCA SCIENTIFICA NEL LABORATORIO DI BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE Gruppo di ricerca: Prof.ssa Isabelle Perroteau Prof.ssa Patrizia Bovolin Prof.ssa Giovanna Gambarotta Dott.ssa Alessia Giovannelli Tiziana Merlo (tecnica) Davide Pascal (PhD student) Giulia Ronchi (PhD student) Pierluigi Tos (PhD student) Francesca Ruini (PhD student) Francesco Falcomatà (studente) Michela Morano (studente) La Biologia Cellulare studia le modalità con cui le cellule interagiscono tra loro e svolgono le principali funzioni legate alle diverse fasi della loro esistenza: proliferazione, migrazione, differenziamento e morte cellulare. Gli studi svolti nel nostro laboratorio hanno applicazioni biomediche e hanno lo scopo di definire nuove strategie terapeutiche per migliorare il recupero funzionale di un arto in seguito alla lesione dei nervi periferici. Uno di questi studi riguarda l’analisi delle interazioni che si stabiliscono tra neuroni e cellule di Schwann, cioè quelle cellule che rivestono gli assoni dei neuroni con uno strato di mielina che, grazie alle sue doti di isolante elettrico, aumenta la capacità di propagazione del segnale nervoso. Con tecniche di Biologia Cellulare, Morfologia e Video Time Lapse studiamo il comportamento delle cellule di Schwann in presenza o in assenza di neuroni, di diversi substrati e di diversi fattori trofici. Grazie alla collaborazione interdisciplinare con chirurghi del CTO di Torino, studiamo la rigenerazione nervosa nel sistema nervoso periferico sia in seguito a traumi da schiacciamento, sia in seguito a traumi in cui la lesione è più ampia. In quest’ultimo caso, grazie alla collaborazione con ingegneri del Politecnico di Torino, stiamo testando diversi innesti costituiti da biomateriali tubuliformi, che vengono posti tra i due monconi del nervo lesionato. Utilizzando tecniche di biologia molecolare, cerchiamo di favorire una più rapida rigenerazione nervosa, sviluppando diversi approcci che prevedono l’espressione di fattori trofici direttamente a livello di tali innesti.