Dai nostri campus

Un gruppo di ricerca dell’Istituto Officina dei Materiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Iom) di Trieste ha contribuito a chiarire uno dei processi più delicati e fondamentali della biologia cellulare: il modo in cui le cellule elaborano le informazioni genetiche contenute nell’RNA. Lo studio, pubblicato come ‘breakthrough article’ sulla prestigiosa rivista Nucleic Acids Research, è stato guidato da Pavlína Pokorná e Alessandra Magistrato del Cnr-Iom in collaborazione con il gruppo di Vla-dimir Pena del The Institute of Cancer Research di Londra. La ricerca si concentra sullo splicing dell’RNA, il meccanismo che permette alle cellule di “tagliare e ricombinare” le informazioni genetiche prima della produzione delle proteine. Quando questo processo non funziona correttamente, possono insorgere numerose malattie, tra cui tumori e patologie neurodege-nerative. Utilizzando simulazioni computazionali avanzate, il team è riuscito a osservare a livello atomistico come alcune molecole dell’RNA riescano a riconoscersi con estrema precisione all’interno della cellula. In particolare, è stato svelato il meccanismo molecolare finora sconosciuto, descritto dai ricercatori come una sorta di “molla caricata”: una struttura molecolare dove una molecola di RNA viene tenuta in uno stato di tensione da specifiche proteine (fattori di splicing) accumulando energia e quando tali proteine si dissociano la molecola di RNA sfrutta questa energia per il corretto riconoscimento delle sequenze genetiche dell’RNA messaggero. “Per noi è stato particolarmente interessante riuscire a collegare dati strutturali e simulazioni atomistiche, per caratterizzare passaggi intermedi del processo di riconoscimento di splicing che finora erano rimasti invisibili alle tecniche di biologia strutturale”, commenta Alessandra Magistrato, dirigente di ricerca del CNR-Istituto Officina dei Materiali (IOM) presso SISSA – Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati. “L’integrazione e la sinergia fra dati di biologia strutturale e avanzate simulazioni al computer ci permette di comprendere in modo accurato come funzionano sistemi biologici estremamente complessi e dinamici.”. “Per la prima volta siamo riusciti a visualizzare i processi dinamici dello splicing con tale livello di dettaglio ed è stato davvero affascinante osservare queste molecole all’opera.”, aggiunge Pavlína Po-korná, prima autrice dello studio. ”Il nostro approccio modellistico può fungere da guida per studi ana-loghi su altri processi cellulari, consentendoci di aggiungere ulteriori tasselli al nostro quadro di com-prensione dell’espressione genica”. Questa scoperta aiuta a comprendere meglio uno dei passaggi chiave dell’espressione genica e offre nuove prospettive per lo studio dei meccanismi molecolari coinvolti in molte malattie tra cui, in modo particolare, diversi tipi di tumore. Il gruppo di ricerca guidato da Alessandra Magistrato presso il Cnr-Iom e SISSA si occupa di studiare, tramite metodi computazionali avanzati, i meccanismi molecolari alla base di processi biologici rilevanti per la salute umana e lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche. Il lavoro è stato sostenuto da Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro con un progetto Investigator Grant e le simulazioni sono state possibile grazie al supporto del centro di calcolo CINECA attraverso l’iniziativa ISCRA.

Area Science Park ha aperto le porte del Campus di Basovizza a una delegazione internazionale composta da 39 studenti e 3 professori dell’Università di Leiden, Paesi Bassi. Il gruppo fa parte del Leidse Biologen Club, l’associazione studentesca che riunisce gli iscritti ai corsi di laurea triennale in Biologia e Bioinformatica e ai Master in Biologia. La visita a Trieste si inserisce in un viaggio di studio annuale che quest’anno tocca anche le città di Vienna e Graz. L’obiettivo del club è permettere ai futuri biologi di esplorare nuove opportunità professionali e scoprire come la ricerca accademica si traduca in applicazioni industriali e soluzioni concrete. Di grande interesse per gli studenti è risultata la varietà di progetti sviluppati nel parco scientifico, in virtù della concentrazione in un unico sito di diverse aziende e laboratori. Alle presentazioni delle attività di Area Science Park, CNR – IOM e della Piattaforma PRP (Pathogen Readiness Platform), sono seguite visite al Laboratorio di Microfabbricazione, Microsensing e Meccanobiologia (3M), al Laboratorio di Genomica ed Epigenomica (LAGE),  ad Alifax Research & Development Srl e alla Fondazione Italiana Fegato (FIF). “Per molti studenti è stata l’occasione di vedere da vicino laboratori e strumentazioni che normalmente si incontrano solo nei grandi centri di ricerca internazionali – sottolinea Federico Boscherini, direttore CNR-IOM -. È stato un piacere accogliere al campus studenti e studentesse provenienti da percorsi scientifici diversi e vedere il loro interesse per le tecnologie e le infrastrutture presenti qui a Basovizza. Le infrastrutture aperte del campus permettono proprio questo: condividere competenze, tecnologie e ambienti di ricerca avanzati con comunità scientifiche e formative internazionali”. Il soggiorno triestino del Leidse Biologen Club si è concluso con escursioni alla Grotta Gigante e in Val Rosandra.

Il battito del cuore potrebbe fare molto più che pompare sangue: potrebbe anche contribuire a rallentare la crescita dei tumori. È quanto emerge da un nuovo studio internazionale pubblicato su Science. I ricercatori hanno scoperto che le forze fisiche generate dalla contrazione cardiaca possono ridurre significativamente la crescita tumorale sia in modelli murini sia in tessuti cardiaci umani. Lo studio, guidato da scienziati dell’International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB) in Italia, insieme all’Università di Trieste e al Centro Cardiologico Monzino, aiuta a spiegare perché i tumori del cuore siano estremamente rari. “Da tempo i medici osservano che i tumori cardiaci sono molto poco frequenti e, quando si verificano, tendono a essere più piccoli rispetto a quelli in altri organi”, ha dichiarato la coordinatrice dello studio, Prof.ssa Serena Zacchigna. “I nostri risultati suggeriscono che la continua attività meccanica del cuore possa avere un ruolo fondamentale in questo fenomeno.” Per approfondire questa ipotesi, il team ha studiato cosa accade quando il cuore è sottoposto a uno sforzo ridotto. Nei modelli animali, la diminuzione delle forze meccaniche ha portato a un aumento significativo della proliferazione delle cellule tumorali. Lo stesso effetto è stato osservato in tessuti cardiaci ingegnerizzati in laboratorio, nei quali i ricercatori potevano controllare con precisione il livello di stress meccanico. In tutti gli esperimenti, i risultati sono stati coerenti: quando il cuore batte e genera forza, la crescita tumorale rallenta; quando questa forza si riduce, le cellule tumorali riprendono a proliferare. Lo studio ha inoltre dimostrato che queste forze fisiche agiscono anche a livello più profondo, influenzando i processi interni che regolano la divisione delle cellule tumorali. “Questo dimostra che il movimento del cuore non è solo una funzione meccanica, ma potrebbe anche contribuire a sopprimere la crescita dei tumori”, ha aggiunto Zacchigna. La ricerca ha coinvolto una vasta rete di istituzioni europee, integrando competenze in biologia, medicina, ingegneria e modellistica computazionale. Sebbene i risultati non portino a un’applicazione terapeutica immediata, aprono una nuova linea di ricerca. Gli scienziati stanno ora valutando se le forze meccaniche – come quelle generate dal battito cardiaco – possano in futuro essere sfruttate per contribuire a controllare la crescita dei tumori. Questo approccio, talvolta definito “terapia meccanica”, è ancora agli inizi. Tuttavia, lo studio evidenzia un principio importante: le forze fisiche nel corpo non rappresentano solo un contesto passivo della malattia, ma possono influenzarne attivamente lo sviluppo.

Una ricerca coordinata da Luciana Musante della Genetica Medica dell’ IRCCS materno‑infantile Burlo Garofolo e da Flavio Faletra dell’Istituto di Genetica Medica di ASUFC e dell’Università di Udine, ha identificato per la prima volta il gene SF3B3 come causa di una nuova e rara malattia del neurosviluppo. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Genome Medicine. La ricerca è partita dal caso di un paziente seguito al Burlo. L’analisi genetica ha rivelato una mutazione mai associata prima a una patologia. Confrontando poi i dati di 24 pazienti nel mondo, i ricercatori hanno confermato il ruolo del gene SF3B3 nello sviluppo della sindrome. SF3B3 è coinvolto nello splicing, il processo con cui le cellule “riorganizzano” le istruzioni genetiche prima di produrre proteine. Quando questo meccanismo si altera, possono emergere malattie rare spesso legate a disturbi del neurosviluppo. La nuova sindrome presenta sintomi variabili, tra cui: – ritardi nello sviluppo motorio e linguistico – difficoltà cognitive – possibili malformazioni congenite – tratti dello spettro autistico Il lavoro è frutto di una rete di collaborazione tra istituti nazionali e internazionali, incluso l’ICGEB e il CNR – Istituto Officina dei Materiali. La disponibilità di 24 casi permetterà ora di inserire la nuova sindrome nel database internazionale OMIM, punto di riferimento mondiale per le malattie genetiche.