Argomenti di tesi proposti dal docente.
Sono disponibili due posti per il tirocinio/preparazione della tesi a Bologna (via Fanin 40), sotto la supervisione della Prof.ssa Barbara Zambelli, sui progetti sotto elencati. In aggiunta, tre posti di tirocinio sono disponibili presso collaboratrici esterne, una a Bologna e due all'estero, come descritto.
1) Caratteristiche biofisiche delle interazioni di NDRG1, una proteina coinvolta nel cancro al polmone causato da nichel
(numero di posti disponibili 1, inizio attività marzo 2024)
Il ruolo del nichel come cofattore in enzimi e fattori di patogenicità batterici è ben noto. Tuttavia, nell’uomo il ruolo di questo metallo, microelemento della dieta, è poco chiaro. A oggi, non si conoscono enzimi umani contenenti nichel, e si pensa che il ruolo del nichel per l’uomo sia correlato alla presenza di nichel-enzimi nel microbiota intestinale. Di contro, un eccesso di nichel può effetti negativi per l’uomo, quali l’induzione di carcinogenesi e l’allergia. Il progetto si propone di caratterizzare la regione disordinata della proteina NDRG1, che è coinvolta negli effetti patologici del nichel, per individuare nuovi target farmacologici per la cura e la prevenzione del tumore. NDRG1, i suoi mutanti e i suoi partner proteici saranno prodotti per via ricombinante, purificati, e la loro struttura secondaria, terziaria e quaternaria sarà valutata con tecniche spettroscopiche e di scattering della luce. L’interazione delle proteine con partner specifici o cofattori sarà studiata con calorimetria.
2) Caratterizzazione del sistema a due componenti SrnR-SrnQ di Streptomyces griseus per la regolazione dell'espressione genica
(numero di posti disponibili 1, inizio attività marzo 2024)
SrnR è un fattore di trascrizione che regola l'espressione della superossido dismutasi Fe(II) dipendente nel batterio Streptomyces griseus in risposta alla presenza di Ni(II). Il sistema di "sensing" del nichel contiene però un'altra proteina, SrnQ, che è intrinsecamente disordinata e costituisce il sensore per il nichel che, interagendo con SrnR, permette a quest'ultimo di svolgere la sua funzione. La proteina SrnQ non è mai stata caratterizzata. Il progetto si propone di esprimere per via ricombinante e purificare SrnQ e di caratterizzare la sua conformazione, il legame al nichel e a SrnR, per comprendere il meccanismo di funzionamento di questo sistema a due componenti.
Progetti di tesi presso collaboratori esterni:
Dr. Vittoria Cenni, CNR, IOR, Bologna
1 posto da marzo 2024
Approfondimenti meccanicistici sui segnali molecolari alla base delle funzioni del collagene VI in cellule derivate da tendine umano sottoposte a stimolazione meccanica
Dr. Elisabetta MILEO Laboratoire de Bioénergétique et Ingénierie des Protéines (BIP), Marsiglia (Francia)
1 posto da marzo 2024
In cell EPR: a powerful approach to study proteins dynamics inside cells.
The interior of living cells is extremely concentrated and complex; in living cells, proteins function in an environment wherein they specifically interact with other proteins, nucleic acids, ligands and cofactors, and are subjected to an extreme “macromolecular crowding”. It is now appreciated that the biophysical properties of proteins inside cells are modulated by the “supercrowded”, heterogeneous cytoplasm.
In our laboratory we develop an innovative approach based on Site-Directed Spin Labeling (SDSL) combined with Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy to investigate and understand proteins structural dynamics at the molecular level inside cells.
The first step of the project will be the development of a protocol to deliver nitroxide-labeled proteins inside bacterial cells. Once the delivery of labelled protein inside cells optimized, in order to gain more insights on the influence of the cellular context on intermolecular binding events, the student will focus on the delivery of the protein of interest inside bacterial cell in which the partner protein has been overexpressed.
Lucie Bergdoll - CNRS Marsiglia
1 posto da maggio 2024
Investigating the role of VDAC in mitochondria-mediated apoptosis
Apoptosis is the main form of programmed cell death occurring in multi-cellular organisms. It is a highly regulated process playing a role in numerous biological events, and a target for therapeutic treatment, such as cancer or neurodegenerative diseases. Apoptosis can occur via extrinsic or intrinsic pathways. The
latter, also called mitochondria-mediated apoptosis, involves mitochondrial release of cytochrome c (cyt c) across the outer mitochondrial membrane (OMM). This key event irreversibly triggers the caspase cascade and leads to cell death. OMM permeation is tightly regulated by the Bcl2-family, in which pro-apoptotic proteins Bax, Bak and Bid are necessary to trigger cyt c release. Despite decades of research, the molecular mechanism behind OMM permeation remains unknown.
The Voltage-Dependent Anion Channel (VDAC) is the most abundant protein in the OMM. Numerous recent studies showed that interactions between pro-apoptotic Bax, Bid and VDAC are necessary to trigger cyt c release and propagate the apoptosis cascade(1-4). The characterization of the interaction between VDAC, Bid and Bax, the complex(es) composition, formation or regulation may well be critical pieces missing to understand the molecular mechanism of this key event of apoptosis.
A precise structural and biochemical understanding of how VDAC interacts with the Bcl2-family proteins is lacking, but essential to understand OMM permeation. During this internship, the student will characterize of the interaction network between the three partners: VDAC:Bax ; Bax:Bid ; VDAC:Bax:Bid. He/she will express the different partners using recombinant expression in E. coli (VDAC and Bid) and cell-free synthesis (Bax), and purify them. Then interaction between the partners will be assessed using ITC and EPR (continuous wave and DEER). Additional techniques, such as native mass spectrometry are available at the institute and can be used to further characterize the interactions.
