Scienze Biologiche

La ricerca in campo biologico riguarda tre ambiti principali: ambientaleagro-alimentare biomolecolare-biomedico. Esistono inoltre alcune tematiche trasversali, allo sviluppo delle quali contribuiscono anche ricercatori appartenenti ad aree scientifiche diverse da quella biologica: la chimica la matematica e l’ informatica.

Le attività di ricerca di base o applicata di ambito biologico sono attinenti ai settori scientifico disciplinari di appartenenza dei ricercatori del Dipartimento.

 

Ricerca Ambientale

Le ricerche svolte in campo ambientale sono caratterizzate da un elevato grado di interdisciplinarietà; riguardano lo sviluppo di un’agricoltura sostenibile, il rischio ecologico, il risanamento e la bonifica di terreni ed acque con metodi biologici/chimici/fisici e lo studio delle conseguenze sanitarie correlate all'esposizione a sostanze tossico-nocive presenti nell'ambiente.

Un importante obiettivo del DISIT è lo sviluppo di tecnologie innovative che possono essere utilizzate per la gestione, la tutela ed il risanamento e la sostenibilità ambientale.

Le linee di ricerca attive in campo ambientale riguardano: le interazioni tra ospite e simbionte nelle simbiosi micorriziche, con attenzione agli effetti qualitativi e quantitativi indotti nella pianta; gli effetti di metalli pesanti e metalloidi su piante usate come sistemi modello; il fitorisanamento di siti contaminati con alcuni casi studio l'analisi delle comunità microbiche di suoli inquinati, naturali, stressati e agricoli sottoposti a diversa tipologia di gestione, mediante tecniche molecolari avanzate; lo studio delle interazioni batteri/funghi micorrizici/piante; la selezione di rizobi azoto fissatori e di batteri promuoventi la crescita delle piante; lo sviluppo e l’utilizzo della trascrittomica e di marcatori a livello molecolare, biochimico e funzionale su organismi edafici ed acquatici per valutare lo stato di salute di un ecosistema; lo sviluppo e utilizzo di tecniche di biomonitoraggio e di analisi del rischio ecologico in relazione agli inquinanti emergenti.

Inoltre, nell’ambito della biochimica dei sistemi vegetali vengono studiati i meccanismi di adattamento e tolleranza agli stress abiotici come la salinità, la luce bianca e ultravioletta, utilizzando tecniche genetico-molecolari, proteomiche e biochimiche.

     A queste ricerche si accompagnano lo studio della biodiversità animale con approccio eco-etologico (adattamento a fattori ambientali) e  molecolare (variazione geografica, speciazione, relazione ospiti-parassiti)."    

Le interazioni di questo settore di ricerca riguardano l'area chimica (fitorisanamento, bonifiche) e trattamento di acque contaminate da miscele di idrocarburi: selettività di adsorbimento su materiali micro e mesoporosi da sistemi modello rappresentativi di acque di falda e di produzione. Infine, in particolare il gruppo di Ecologia applicata, si occupa del funzionamento di microrganismi, cellule, individui e ecosistemi attraverso la loro scomposizione e ricomposizione in sottosistemi costituiti da ordini gerarchici di informazione. Questo approccio, noto come biologia dei sistemi, ci permette di studiare, predirre e modellare gli adattamenti ed in generale gli effetti dei cambiamenti ambientali e, in particolare, di studiare l’effetto di inquinanti ambientali di nuova generazione tra cui i nanomateriali ingegnerizzati o i composti perfluoroalchilici (PFAS). Alcuni di questi studi sono finanziati dal programma Horizon 2020 della Commissione Europea, in particolare il progetto SCENARIOS (coordinatore europeo Prof. Francesco Dondero) riguarda integralmente lo studio dei PFAS sugli ecosistemi e la salute umana, mentre il progetto COMPSAFENANO riguarda la valutazione del pericolo e del rischio dei nanomateriali.

      

Ricerca Agroalimentare

Alcune ricerche, volte a sostegno di un'agricoltura sostenibile ed in gran parte finanziate dalla Regione Piemonte (POR-FER), hanno riguardato l'isolamento e la caratterizzazione fisiologica e molecolare di microrganismi benefici del suolo, utilizzabili come bio-fertilizzanti, lo studio degli effetti di tali microrganismi su piante di interesse agrario e la caratterizzazione delle caratteristiche nutrizionale e sensoriali dei prodotti (attualmente studiati fragola, pomodoro, fagiolo, mais). Un'importante linea di ricerca è focalizzata sulla lotta alla flavescenza dorata nella vite, in collaborazione con il Dipartimento di Agraria e l'Istituto di Virologia vegetale di Torino.

Nel campo della sicurezza alimentare, grazie anche al contributo della Regione Piemonte e delle Fondazioni bancarie, si è proceduto alla caratterizzazione di prodotti tipici del territorio, quale la nocciola tonda gentile delle Langhe, formaggi, torrone, miele ed alla loro tracciabilità e rintracciabilità a garanzia del consumatore. E' in corso uno studio biochimico sull'attività antiossidante dei vini rossi della zona. Inoltre è attiva da tempo una ricerca chimico/tossicologica di sottoprodotti e metaboliti generati dalla degradazione di pesticidi ed additivi alimentari.

 

Ricerca Biomolecolare Biomedica

La ricerca biomolecolare biomedica si realizza in diversi ambiti. La ricerca Microbiologica relativamente allo studio delle resistenze agli antifungini in funghi e lieviti di interesse clinico e della ricerca di nuovi composti di origine naturale che possano coadiuvare le terapie antibiotiche, viene effettuata in collaborazione con il laboratorio di Microbiologia dell’Azienda Ospedaliera SS. Antonio & Biagio e Cesare Arrigo di Alessandria e dell’Istituto di Microbiologia dell’Azienda Ospedaliera San Martino di Genova.

Nell’ambito della Fisiologia cellulare: indagine del microbiota intestinale e sue possibili modificazioni in pazienti diabetici di tipo 2; indagini sul ruolo di correnti ioniche, sistemi di mobilizzazione del calcio intracellulare e vie di trasduzione del segnale ad essi correlate, in condizioni fisiologiche e patologiche o sotto l'azione di composti naturali, in particolar modo polifenoli, al fine di sviluppare nuovi protocolli di prevenzione e terapia. La ricerca in biochimica cellulare: caratterizzazione funzionale di una proteina non-istonica associata alla cromatina l’HMGB1 (High Mobility Group Box 1) che possiede una duplice funzione a seconda dello stato in cui si trova la cellula: localizzata nel nucleo e favorisce l’interazione di alcuni fattori di trascrizione con il DNA, in condizioni infiammatorie viene secreta nello spazio extracellulare ed esercita le funzioni di una citochina pro-infiammatoria, in collaborazione con il DiMES dell’Università di Genova; meccanismi cellulari di riparazione delle ferite e meccanismi di azione di agenti cicatrizzanti, trasduzione del segnale, ruolo del calcio e delle cascate di fosforilazione.

All’interno della ricerca Biomolecolare Biomedica un’area è più indirizzata verso una ricerca traslazionale in campo oncologico. Gli studi sono focalizzati sull’analisi di meccanismi di segnalazione cellulare e vie metaboliche, meccanismi di resistenza ai farmaci in diversi modelli tumorali. Inoltre è studiato il ruolo di fattori solubili e metaboliti che modificano l’interazione tra cellule tumorali e cellule del microambiente. In particolare, il gruppo di ricerca di biochimica dei tumori analizza i meccanismi di riprogrammazione metabolica durante la resistenza alle terapie al bersaglio e immunoterapia, studiando il ruolo funzionale dell’enzima nicotinamide fosforibosiltransferasi (NAMPT), limitante nella rigenerazione di NAD, nel melanoma metastatico e in altri modelli tumorali. Inoltre si analizza la risposta del tumore alla sua inibizione con l’idea di combinare inibitori di NAMPT con le attuali terapie in uso nel melanoma e in altri tipi tumorali. In ultimo viene quantificata la presenza della forma extracellulare di NAMPT circolante nel siero di pazienti con patologie tumorali per dimostrare il suo ruolo di marcatore solubile. Questa ricerca è finanziata da AIRC con la collaborazione di clinici e ricercatori in Italia e all’estero.

L'unità di biologia computazionale si occupa dello sviluppo di sistemi di analisi per dati derivanti da metodiche definite "high throughput" quali microarray o sequenziamento massivo (NGS). Il principale interesse è la messa a punto di sistemi automatici di analisi con particolare riferimento alla fruibilità dei risultati e alla semplicità di utilizzo. Le linee di ricerca sono rivolte ad applicazioni su progetti ambientali, ecologici e clinici mediante collaborazioni con gruppi attivi nel Dipartimento o con aziende ospedaliere.

Osteoporosi e ipertensione sono tra le principali affezioni che colpiscono la popolazione generale. La ricerca del gruppo si occupa di valutare come l’associazione bifosfonati/farmaci antiipertensivi impatta sull’evoluzione della densità ossea ed il rischio di fratture.

Queste ricerche sono affrontate in collaborazione con prestigiosi laboratori di ricerca nazionali ed internazionali.