Progetti
Area 1 – Tecnologie
Sequenziamento genomico (Bargelloni, Campanaro, Comin, Pizzi, Treu, Valle, Cimetta)
L'obiettivo è lo sviluppo e l'applicazione di nuove strategie per il nuovo sequenziamento genomico, su due principali linee di ricerca. La prima (Bargelloni e Valle) è legata al sequenziamento “de novo” di genomi complessi e si concentrerà in particolare sullo sviluppo di strategie per facilitare il processo di “scaffolding”. Una delle prospettive è la possibilità di risolvere gli aplotipi. La seconda linea di ricerca (Campanaro Comin, Pizzi e Treu) mira a ottimizzare l'analisi dei dati metagenomici usando il sequenziamento di nuova generazione (a singola molecola).
Trascrittomica (Cagnin, Di Camillo, Elvassore, Lanfranchi, Valle, Romualdi, Sales, Bagno, Cimetta, Giomo, Pavan)
Il progetto si propone di implementare e ottimizzare metodi per analisi del trascrittoma, anche a livello di “single cell transcriptomics”. Un altro target é lo sviluppo e l’implementazione di strumenti bioinformatici necessari all’analisi dati.
Systems biology (Bortoluzzi, Romualdi, Sales, Sissi, Taccioli, Toppo, Vandin, Bagno, Cimetta)
Questo progetto è finalizzato allo sviluppo di metodi per l’integrazione di dati complessi, relativi alla regolazione molecolare dei processi cellulari.
Analisi delle varianti (Navarin, Pagani, Pegoraro, Sperduti, Valle)
Questo progetto si propone diversi obiettivi, tutti rivolti al problema di migliorare l’efficienza dei metodi di prioritizzazione di varianti che causano particolari fenotipi nell’uomo:
1. Ulteriore sviluppo del sistema di integrazione di dati QueryOR, basato su logica Fuzzy (Valle);
2. Ulteriore sviluppo del programma Scuba, per l’associazione funzionale di dati eterogenei (Sperduti, Navarin); 3. Integrazione di dati GWAS con dati esomici (Pegoraro); - Integrazioni di dati di genetica di popolazione (Pagani).
Editing genomico (Argenton, Bonaldo, Braghetta, Tiso, Tranotti, Varotto)
Sviluppo e implementazione di metodi innovativi di genome editing. Diversi organismi modello saranno utilizzati come ad esempio topo (Bonaldo, Braghetta), zebrafish (Argenton, Tiso) e organismi vegetali (Trainoti, Varotto).
Analisi di biomolecole (Spolaore, Arrigoni, De Filippis, Dettin, Marin, Miotto, Negro, Papini, Polverino de Laureto, Spolaore, Tavano, Toppo)
Il progetto si propone di implementare ed ottimizzare metodi per l’analisi di proteine, native o ricombinanti-ingegnerizzate, lipidi ed altre biomolecole o farmaci.
Specifici ambiti applicativi riguardano:
1. l’analisi quantitativa su larga scala di proteine, peptidi, lipidi ed altri metaboliti mediante spettrometria di massa (Arrigoni, Miotto);
2. peptidomica nutrizionale: identificazione e validazione di peptidi bioattivi di origine alimentare (Marin, Miotto, Arrigoni);
3. lo studio dei meccanismi di riconoscimento molecolare ligando-recettore ed antigene-anticorpo (epitope mapping) mediante tecniche spettroscopiche (fluorescenza e dicrosimo circolare), risonanza plasmonica di superficie (SPR), microcalorimetria (Isothermal Titration Calorimetry, ITC), nonché tecniche avanzate di spettrometria di massa accoppiata a studi di scambio idrogeno-deuterio (Hydrogen-Deuterium Exchange Mass Spectrometry, HDX-MS) (De Filippis, Polverino, Spolaore);
4. nanomedicina: la comprensione e progettazione dell'interazione di biomolecole con nano-bio-interfacce su nanosistemi per applicazioni mediche, al fine di ottenere rivestimenti biocompatibili con applicazioni in ambito farmaceutico (Papini, Tavano, Negro);
5. biomateriali: progettazione e studio dell’interazione tra cellule e superfici o materiali funzionalizzati con sequenze bioattive per la medicina rigenerativa e l’ingegneria tissutale (Dettin).
Area 2 – Campi applicativi
Genetica umana (Anglani, Pagani, Pegoraro, Rampazzo)
I partecipanti al progetto sono coinvolti in ricerche di genetica umana. Oltre a considerare possibili interazioni e collaborazioni, ci si propone di valutare i punti di forza e di debolezza per identificare strategie di sviluppo di tecnologie di interesse comune.
Cancer (Bortoluzzi, Fassan, Morpurgo, Romualdi, Rosato, Cimetta, Dettin, Giomo)
I partecipanti al progetto sono coinvolti in diverse ricerche di interesse oncologico. Oltre a considerare possibili interazioni e collaborazioni, ci si propone di valutare i punti di forza e di debolezza per identificare strategie di sviluppo di tecnologie di interesse comune. Sviluppo di soluzioni di drug delivery e formulazioni 'intelligenti' per migliorare il transporto di farmaci al tumore e alle sue metastasi ed il superamento delle farmaco resistenze.
Genomica animale (Bargelloni, Negrisolo, Taccioli)
L’obiettivo del progetto consiste nel valutare i punti di forza e di debolezza del settore della genomica animale a Padova per identificare possibili strategie di sviluppo del settore. Bargelloni tratterà prevalentemente i problemi del sequenziamento genomico e della genetica di popolazione; Taccioli tratterà diversi aspetti relativi alla genomica comparata di trasposoni e non-coding RNAs; Negrisolo tratterà vari problemi relativi all’evoluzione del genoma mitocondriale in relazione alla filogenesi animale.
Genomica delle piante (Bonghi, Botton, Trainotti, Varotto)
I partecipanti al progetto sono coinvolti in diverse ricerche di genomica delle piante. Oltre a considerare possibili interazioni e collaborazioni, ci si propone di valutare i punti di forza e di debolezza per identificare strategie di sviluppo di tecnologie di interesse comune.
Metagenomica (Barzon, Campanaro, Cardazzo, Dettin, Favaron, Savarino, Squartini, Treu)
Le persone associate al progetto "metagenomica" sono coinvolte in molti progetti diversi, con particolare attenzione al microbioma intestinale umano, al suolo, alla digestione anaerobica, ai microbi associati al cibo e alle piante. Più in particolare i principali progetti sono descritti come segue.
1. L'analisi del microbioma umano (Savarino), principalmente intestinale ed esofageo, è principalmente associata a malattie infiammatorie croniche intestinali come il cancro del colon-retto, l'esofagite eosinofila, la malattia diverticolare e la sindrome dell'intestino irritabile.
2. Studio del microbiota e della dinamica della comunità microbica nelle linee di produzione alimentare (compresi microbiota animale e microbiota alimentare) (Cardazzo) utilizzando metabarcodifica e metagenomica del DNA/ RNA.
3. Metabarcoding tassonomico in comunità microbiche batteriche e fungine (Squartini). Il progetto si concentra sull'identificazione di indici utili per determinare il grado di diversificazione genetica all'interno di ciascun taxon. 4. Analisi combinata del trascrittoma di piante e microrganismi fitopatogeni (Favaron); gli studi si concentrano sulla fase dell'infezione e dopo il trattamento con sostanze specifiche. Analisi degli agenti di biocontrollo e fungicida eseguiti mediante analisi di metabarcoding dei funghi presenti nella fillosfera delle cultivar.
5. Analisi del microbioma della digestione anaerobica coinvolto nella produzione di biogas nei reattori industriali (Treu/Campanaro). Le analisi sono focalizzate sulla caratterizzazione del microbioma usando il sequenziamento dell'rRNA 16S e la metagenomica genomica e sono centrate su reattori alimentati con diverse materie prime.
Bioremediation (Bertucco, Filippini, Alboresi, Bergantino, Bertucco, Cendron)
L’obiettivo è di applicare strategie biologiche per rimuovere gli inquinanti dall'ambiente (biorisanamento). Oltre al trattamento biologico che utilizza il processo di fanghi attivi aerobici, che è stato utilizzato per oltre un secolo, negli ultimi anni sono stati implementati processi di trattamento biologico avanzati a causa della crescente pressione per soddisfare standard di scarico più rigorosi o trattare effluenti specifici come i PFAS, una classe di molecole tra i contaminanti più difficili da affrontare con i processi convenzionali di trattamento delle acque reflue. L’approccio che si intende applicare è rappresentato dalla bioaugmentazione, definita come l'introduzione di nuove vie metaboliche in una comunità microbica, al fine di migliorare la rimozione degli inquinanti e l'abbattimento dei composti recalcitranti. Si vuole mettere in campo un team dotato di competenze consolidate che vanno dalla biologia sintetica, alla progettazione computazionale, alla biologia molecolare e cellulare, al NGS, alla metagenomica e alla genomica comparativa, alla chimica analitica, alla biochimica e alla biologia strutturale, alla microbiologia agricola , applicazione di microalghe e cianobatteri nelle acque reflue reali, nonché competenze nel processo di trattamento delle acque reflue e nella progettazione di impianti.
Data warehousing, web services e visualizzazione interattiva (Sales, Toppo)
L'obiettivo del progetto consiste nel rendere accessibili tramite interfacce web sia banche dati che strumenti di analisi per misure omiche. L'attività si concentrerà sullo sviluppo di software per l'interrogazione dinamica di grandi quantità di dati e la visualizzazione interattiva mediante le recenti tecnologie HTML5. I servizi verrano resi pubblicamente disponibili tramite le risorse HPC a disposizione del Centro.
Area 3 – Infrastrutture e servizi
NGS – Next generation sequencing (Valle)
L’obiettivo è quello di offrire un servizio adeguato di sequenziamento NGS.
Real time PCR e Digital PCR (Cagnin, Lanfranchi)
L’obiettivo è quello di offrire un servizio adeguato di real time PCR, digital PCR e sequenziamento NGS.
HPC – High performance computing (Toppo, Valle, Sales)
Il servizio HPC vuole promuovere e facilitare l’accesso al sistema HPC del CRIBI e di integrarlo con altri sistemi informatici disponibili in Ateneo.
Peptidi ed anticorpi PEPT-AB (Marin, Rosato)
L’obiettivo è quello di offrire un servizio adeguato di sintesi peptidi e produzione anticorpi.
Proteomica (Arrigoni, De Filippis, Marin, Miotto, Spolaore, Polverino de Laureto, Toppo )
Il progetto si propone di offrire un servizio di proteomica adeguato e basato sulla strumentazione sotto elencata: Xevo G2-XS Q-TOF connected to an ACQUITY UPLC H-Class System (Waters) attivo al dipartimento di farmacia e scienze del farmaco, LTQ-Orbitrap XL (Thermo Fisher Scientific) connesso ad un Ultimate 3000 nano-HPLC system (Dionex-Thermo Fisher Scientific) attivo presso il centro biomedico "Pietro d’Abano", 6520 Q-TOF (Agilent Technologies) connesso ad un nano-HPLC 1200 tramite un modulo CHIP-Cube (Agilent Technologies) attivo presso il centro biomedico "Pietro d’Abano", MALDI-TOF/TOF 4800 (AB Sciex) attivo presso il centro biomedico "Pietro d’Abano"