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attualmente impegnato nello sviluppo di nuove tori del software Wordom (wordom.sourceforge. Un’importante applicazione della simulazio-
tecniche computazionali che permettano, in ogni net), utilizzato in tutto il mondo per l’analisi di ne molecolare accoppiata ad analisi delle reti
singola cellula, di quantificare e integrare infor- traiettorie di dinamica molecolare. I protocolli di strutturali riguarda lo studio di malattie con-
mazioni genomiche di diversa natura, di identi- simulazione e analisi sono stati utilizzati per lo formazionali causate dal misfolding di protei-
ficare e modellare i circuiti regolatori caratteri- studio di numerosi sistemi biologici fra i quali i ne di membrana. Nello specifico, il protocollo
stici dei diversi tipi cellulari e responsabili della recettori di membrana accoppiati a proteina G e i simulativo è servito ad evincere i determinanti
loro evoluzione e di visualizzare le mappe e gli loro partner d’interazione intracellulare. Gli espe- strutturali di mutazioni nel gene RHO associa-
atlanti delle diverse popolazioni cellulari e delle rimenti virtuali, generalmente affiancati da esperi- te alla forma autosomica dominante di Retini-
loro caratteristiche molecolari. L’applicazione di menti in vitro condotti da collaboratori di fama in- te Pigmentosa (adRP), malattia incurabile che
tali metodiche a singola cellula ha permesso di ternazionale, hanno avuto importanti implicazioni causa cecità. Il gene RHO codifica per l’opsi-
identificare, a partire dai profili trascrizionali del in diversi ambiti delle scienze della vita. na dei fotorecettori bastoncelli della retina. La
distrofia retinica origina da misfolding e riten-
Studi più recenti riguardano anche lo svilup-
glioblastoma, la forma più frequente e letale di po e implementazione dell’analisi dei grafi zione nel reticolo endoplasmico dei mutanti
tumore al cervello, non solo l’esistenza di specifi- applicata alla struttura di proteine e acidi nu- adRP opsinici. La simulazione molecolare di
ci percorsi di trasformazione e progressione delle cleici (analisi delle Protein Structure Network un numero di mutanti RHO adRP accoppiata
cellule tumorali (a partire da gruppi di cellule in (PSN)). La traduzione delle macromolecole ad analisi in vitro condotta nel laboratorio di
stati più primitivi e maligni, le cosiddette cellule biologiche in grafi (reti strutturali), nei quali il Valeria Marigo del DSV ha chiarito le relazioni
staminali del cancro), ma anche i regolatori prin- nodo è un residuo e i link rappresentano le inte- fra difetti in struttura molecolare e in localizza-
cipali dei processi molecolari che caratterizzano razioni fra i nodi, è dimostrata essere un poten- zione sub-cellulare delle opsine mutate. È stata
la loro capacità di sostenere la crescita e la diffu- te strumento per investigare differenti aspetti proposta una nuova classificazione dei mutanti
sione del tumore. La ricerca, svolta in collabora- legati alla funzione inclusi la comunicazione adRP di RHO basata sulle perturbazioni nella
zione con un team di biologi molecolari e cellu-
lari dell’Università di Padova, sarà pubblicata a Cellula staminale del glioblastoma
Cellula differenziale del glioblastoma
breve sulla prestigiosa rivista Nature Cancer.

Modellazione e simulazione
molecolare di biosistemi

La costruzione di modelli molecolari e la descri-
zione del loro comportamento attraverso la simu-
lazione rappresentano uno strumento essenziale
per evincere, al livello di dettaglio atomico, i de-
terminanti del funzionamento di sistemi bio-mo-
lecolari complessi in condizioni fisiologiche e
patologiche e per progettare interventi terapeutici
di precisione. Lo sviluppo di terapie personaliz-
zate richiede, infatti, la conoscenza della struttura
e dinamica del target biologico. allosterica, il riconoscimento molecolare e il rete strutturale nativa che correlano con il grado
Il gruppo di ricerca di biologia strutturale com- folding/misfolding (stabilità strutturale). L’a- di ritenzione nel reticolo endoplasmico. Il mo-
putazionale del DSV (PI: Francesca Fanelli) si nalisi PSN è stata implementata nel software dello computazionale puó essere utilizzato per
occupa da tempo della modellistica e simulazione Wordom, in un webserver (http://webpsn.hpc. predire il difetto di localizzazione sub-cellulare
molecolare di sistemi di importanza centrale in unimore.it) e in un nuovo software, PSNtools, di nuovi mutanti e per progettare piccoli chape-
biomedicina. Parte rilevante della ricerca consiste che sarà presto reso disponibile alla comunità ron con potenziale terapeutico verso specifici
nello sviluppo e applicazione di software e proto- scientifica. Il webserver, che registra moltepli- mutanti adRP di RHO, un passo importante nel-
colli per l’analisi strutturale di bio-macromolecole ci accessi giornalieri, consente anche ai non lo sviluppo di approcci terapeutici di precisione.
e la predizione dei loro assemblaggi supramoleco- esperti di fare predizioni sulla comunicazione La metodologia è trasferibile ad altri sistemi mo-
lari. Il gruppo di ricerca è fra i principali sviluppa- allosterica in proteine e acidi nucleici. lecolari implicati in malattie conformazionali.

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