L'obiettivo principale di questo programma triennale è quello di fornire una formazione di alto livello scientifico per gli studenti con un background in scienze biologiche, medicina, ingegneria, fisica, chimica, farmacologia, interessati a studiare le funzioni dell'organismo in materia di salute e di malattia con un approccio multidisciplinare. Il programma offre opportunità di ricerca e formazione per studenti ambiziosi che desiderano partecipare ad un dottorato di ricerca interdisciplinare riguardante uno o più dei seguenti settori: chimica, biochimica, bioinformatica e biologia computazionale, genetica, genomica, microbiologia, immunologia, biologia cellulare, dello sviluppo, molecolare, strutturale e dei sistemi. Una caratteristica distintiva di questo programma è la possibilità di interagire e mettersi in relazione con altri studenti con diverso background e competenze e di affrontare lo studio della funzione dell'organismo in salute e malattia in modo completo (a tutto campo). Il lavoro pratico è integrato da conferenze, seminari e corsi che coinvolgono tutti gli studenti e il corpo docente, con l'obiettivo di sviluppare una più larga conoscenza basata su una lingua comune, essenziale nella scienza moderna. Gli organismi studiati includono batteri, lieviti, piante, mosche, nematodi, topi e sistemi umani, con possibili connessioni cliniche. Sono previsti tre piani di studio: 1) Biologia e Genetica di Procarioti e Virus; Interazione ospite-patogeno comprendente la risposta immunitaria. Questo programma di studi si concentrerà sui meccanismi molecolari alla base dei processi fondamentali della biologia delle cellule procariote e virus e le loro interazioni con l’ospite. Le aree di ricerca di interesse includono: • le interazioni di agenti patogeni con la loro cellula ospite, ad esempio dalla risposta batterica alle caratteristiche ospite-specifiche; • le basi molecolari delle strategie adottate per contrastare le condizioni di stress imposte dall’ospite, l'interazione tra i regolatori trascrizionali generali e stress-specifici sia a livello genomico che a livello del singolo gene; • lo studio dei meccanismi di infezione/persistenza nell'ospite virale e batterica, nonché dei meccanismi per eludere e dirottare le risposte immunitarie. I progetti in corso includono studi volti a comprendere: • i meccanismi di cross-presentazione di antigeni associati al patogeno da parte delle cellule dendritiche a cellule T CD8; • i meccanismi che influenzano il differenziamento di cellule T della memoria o effettrici durante infezioni virali croniche; • le risposte immunitarie a seguito di vaccinazione in pazienti sani e immunodeficienti o in individui portatori di disturbi del sistema immunitario; • gli eventi molecolari che regolano la risposta innata di sorveglianza dello stress mediata da linfociti; • le componenti di segnalazione alla base delle funzioni dei recettori del sistema immunitario. 2) Bioinformatica e Omiche, Struttura e funzione delle macromolecole, Scoperta di nuovi farmaci. Questo programma di studi si concentrerà sulle proprietà delle macromolecole biologiche. Diversi approcci verranno utilizzati, che coinvolgono la biologia strutturale, la biochimica, la bioinformatica, la progettazione e la chimica di nuovi farmaci. L'obiettivo finale è quello di fornire il quadro concettuale necessario per interpretare la complessità biologica in fenomeni rilevanti quali la riprogrammazione delle cellule, il cancro, l’interazione ospite-patogeno. Tra i progetti in corso, ci sono: • studi per svelare i meccanismi di reazione iniziale che portano alla produzione dell’informazione genetica; • la determinazione della struttura delle singole macromolecole per svelare i meccanismi molecolari alla base della stabilità e il ripiegamento delle proteine; • studi per svelare i principi fondanti del riconoscimento molecolare tra biomolecole, compresi gli studi di proteomica; • sfruttamento delle informazioni strutturali su putative molecole bersaglio per progettare, sintetizzare e convalidare composti antimicrobici e antivirali, così come nuovi o ottimizzati farmaci antitumorali; • caratterizzazione della struttura-funzione di peptidi antimicrobici; • le basi strutturali del metabolismo al fine di trovare nuovi bersagli di farmaci anti-biofilm efficaci; • approcci computazionali per l'interpretazione dei dati di –omiche; • sviluppo di metodi per la predizione della funzione e della struttura delle macromolecole. 3) Biologia Molecolare e Cellulare e Genetica delle cellule eucariotiche; Biologia dello Sviluppo; Fisiologia Cellulare. Questo programma di studi si concentrerà sui meccanismi molecolari alla base dei processi fondamentali della biologia delle cellule eucariotiche. In particolare, le attuali aree di interesse includono: • le interazioni della cellula ospite con patogeni virali, procariotici ed eucariotici. • i meccanismi molecolari che controllano la biologia della cellula eucariotica durante processi fisiologici e patologici I progetti in corso includono studi volti a comprendere: • le reti regolative di segnalazione; • il crosstalk e il traffico cellulare; comunicazione fisio-patologica cellula-cellula. • la riprogrammazione metabolica in cellule tumorali ed altre patologie. • fenomeni epigenetici ed organizzazione del genoma.