Scienze biologiche

La ricerca in campo biologico riguarda tre ambiti principali: ambientale, agroalimentare e 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, sia di base che applicata, di ambito biologico sono attinenti ai settori scientifico disciplinari di appartenenza dei ricercatori del Dipartimento.

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

Ricerca Ambientale

Le ricerche svolte in campo ambientale sono caratterizzate da un elevato grado di interdisciplinarietà; riguardano 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 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 e agricoli a diversa gestione mediante tecniche molecolari; lo studio delle interazioni batteri/funghi micorrizici/piante; la selezione di rizobi azoto fissatori; lo sviluppo e l’utilizzo di biomarkers a livello molecolare, cellulare e tissutale su organismi edafici ed acquatici; lo sviluppo e utilizzo di tecniche di biomonitoraggio e di analisi del rischio ecologico.

Inoltre nell’ambito della biochimica dei sistemi vegetali vengono studiati i meccanismi di adattamento e tolleranza a stress abiotici come luce bianca e ultravioletta, salinità e siccità, utilizzando tecniche genetico-molecolari, proteomiche, biochimiche e biofisiche. In questo ambito, particolare attenzione è rivolta allo studio degli effetti di questi stress abiotici sul processo fotosintetico delle piante.

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. Il Gruppo di ricerca in Molecular systems biology e global change ecology si occupa del funzionamento di microoraganismi, cellule, individui e ecosistemi attraverso la loro scomposizione e ricomposizione in sottosistemi costituiti da ordini gerarchici di informazione, in particolare il genoma e il proteoma. Questo approccio noto come biologia dei sistemi ci permette di studiare, predire e modellare gli adattamenti ed in generale gli effetti dei cambiamenti ambientali inclusi gli inquinanti ambientali di nuova generazione tra cui i nanomateriali ingegnerizzati e sostanze poly- e per-fluoralchiliche (PFASs). Un’altra linea di ricerca riguarda lo studio di specie alloctone ad alto potenziale invasivo quali i bivalvi dulcacquicoli Lymnoperna fortunei.

Un ulteriore ambito di ricerca riguarda la zoologia applicata e la biologia della conservazione, con particolare riferimento all’impatto del cambiamento globale sulla biodiversità (inclusi cambiamenti di uso del suolo, riscaldamento climatico e intensificazione dell’agricoltura) e alla conservazione della biodiversità animale e gestione sostenibile degli ecosistemi (inclusa l’applicazione di nuove tecnologie quali tracciamento satellitare e telerilevamento). In ambito zoologico è inoltre attiva una linea di ricerca su tassonomia integrata, sistematica e faunistica degli Insetti Odonati.

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. É 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 in questo ambito è ripartiti in diverse aree.

La ricerca Microbiologica relativamente allo studio delle resistenze agli antifungini in funghi e lieviti di interesse clinico e della ricerca di nuovi composti di derivazione 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: indagini sulla 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; studio dei meccanismi di induzione della risposta dello stress da reticolo endoplasmatico; studio dei meccanismi di riparazione delle ferite e di azione di agenti cicatrizzanti, trasduzione del segnale e ruolo del signalling del calcio.

La ricerca in biochimica cellulare si occupa della 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. La ricerca è in collaborazione con il DiMES dell’Università di Genova.

Il gruppo di ricerca di Biochimica molecolare dei tumori si occupa dell’analisi di meccanismi di segnalazione cellulare e vie metaboliche coinvolti principalmente nell’insorgenza della resistenza ai farmaci in diversi modelli tumorali. In particolare, la ricerca si focalizza su: i) Meccanismi di riprogrammazione metabolica nei tumori, in particolare nel melanoma metastatico e nel mesotelioma pleurico maligno. ii) Meccanismi di segnalazione nei tumori e scambio di fattori solubili e metaboliti nel microambiente tumorale. iii) Ruolo del metabolismo di nicotinamide adenina dinucleotide (NAD) e degli enzimi che lo sintetizzano e/o consumano. Attività biologica dell'enzima nicotinamide fosforibosiltransferasi (NAMPT), limitante nel processo di rigenerazione di NAD, nella progressione tumorale e resistenza a terapie al bersaglio e immunoterapia nel melanoma. iv) Ruolo della forma extracellulare di NAMPT nell'attivare vie di segnale e condizionare il microambiente tumorale. v) Analisi degli effetti di terapie combinate con NAMPT inibitori e terapie convenzionali nei tumori.

Le ricerche sono sostenute grazie al contributo dell’Associazione Italiana di Ricerca sul Cancro. Il progetto sul modello tumorale del mesotelioma è sviluppato in collaborazione con il Dipartimento delle Attività Integrate Ricerca e Innovazione (DAIRI) dell'Azienda Ospedaliero - Universitaria SS. Antonio e Biagio e Cesare Arrigo – Alessandria.

Il gruppo di Morfologia Funzionale, Metabolomica, Lipidomica, Proteomica e Bioinformatica si occupa di studi che analizzano la componente morfo-funzionale di cellule e tessuti su cui viene eseguita una caratterizzazione omica. L’utilizzo di tecniche omiche e di strumenti bioinformatici e statistici multivariati consente di identificare eventuali variazioni di pathways metabolici conseguenti a diverse esposizioni ad agenti perturbativi quali microgravità, ipergravità, estratti vegetali con effetti bioattivi e farmaci.