{"id":102,"date":"2010-03-12T16:19:56","date_gmt":"2010-03-12T16:19:56","guid":{"rendered":"http:\/\/www.isa.cnr.it\/wp-isa\/?page_id=102"},"modified":"2010-06-25T10:41:17","modified_gmt":"2010-06-25T08:41:17","slug":"bioinformatica","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.isa.cnr.it\/webisa\/?page_id=102","title":{"rendered":"Bioinformatica"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #0099ff;\"><strong><span style=\"color: #0000ff;\">Bioinformatica per lo studio delle basi molecolari di patologie umane e intolleranze alimentari.<\/span><span style=\"font-weight: normal;\"><span style=\"color: #0000ff;\"> <\/span><\/span><\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Sito Web: <a title=\"Sito Web Commessa Bioinformatica\" href=\"http:\/\/bioinformatica.isa.cnr.it\" target=\"_blank\">http:\/\/bioinformatica.isa.cnr.it<\/a><\/span><\/p>\n<hr size=\"1\" \/><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong>Tematiche di ricerca<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: small;\">Le tematiche di ricerca prevedono lo sviluppo e l&#8217;applicazione di strumenti bioinformatici e biocomputazionali in studi sulle basi molecolari di patologie umane, con particolare riferimento alle patologie oncologiche e alle intolleranze alimentari, e pi\u00f9 in generale sulle relazioni tra alimenti e salute.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong><em>Temi specifici di ricerca sono<\/em><\/strong>:<\/span><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">i) identificazione di markers molecolari in patologie tumorali mediante analisi di dati sperimentali su larga scala;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">ii) modellamento e simulazioni molecolari su proteine e molecole di interesse per la comprensione delle basi molecolari di fenomeni biochimici correlati a patologie umane e intolleranze alimentari;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">iii) studi strutturali su proteine e molecole di interesse biotecnologico;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">iv) nuovi metodi per l&#8217;analisi e la predizione delle propriet\u00e0 strutturali delle proteine;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">v) realizzazione di strumenti bioinformatici di ausilio nelle tematiche di ricerca;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">vi) realizzazione e mantenimento di web server per attivit\u00e0 bioinformatiche e per la diffusione dei risultati della ricerca.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong>Stato dell&#8217;arte<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Le nuove tecnologie utilizzate nella ricerca biomedica e clinica spingono sempre pi\u00f9 i ricercatori di queste aree a raccogliere dati sperimentali da sottoporre ad approfondite analisi per estrarne tutte le informazioni utili alla comprensione dei fenomeni oggetto degli studi o per individuare nuovi metodi di diagnosi e cura. Tali tecnologie, molto utilizzate per l&#8217;analisi di pattern di espressione genica e proteica ma in grado di fornire anche altre informazioni, producono dati in quantit\u00e0 sempre maggiore che necessitano di nuovi e pi\u00f9 adeguati sistemi bioinformatici non solo per l&#8217;archiviazione e consultazione, ma anche e soprattutto per la loro analisi interpretazione, una fase di studio che richiede l&#8217;integrazione di tutti i livelli disponibili di conoscenza per arrivare ad una completa comprensione del fenomeno biologico-medico. In questo contesto, \u00e8 ormai evidente la necessit\u00e0 di adeguati strumenti bioinformatici, cos\u00ec come la definizione di strategie di analisi standardizzate e riproducibili che vanno rese accessibili non solo ai bioinformatici ma a tutta la comunit\u00e0 scientifica attraverso una adeguata azione di diffusione delle competenze.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong>Competenze, strumentazione, tecniche di indagine e tecnologie<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong><em>&#8211; Competenze (conoscenze possedute dai partecipanti alla commessa rilevanti ai fini del suo svolgimento)<\/em><\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Il responsabile della commessa \u00e8 responsabile del Laboratorio di Bioinformatica e Biologia Computazionale dell&#8217;Istituto di Scienze dell&#8217;Alimentazione, sin dal 2001 (inizio delle attivit\u00e0 del laboratorio). Il Laboratorio costituisce il principale centro di attivit\u00e0 per la Commessa. Le competenze presenti nel laboratorio spaziano su diversi aspetti della bioinformatica, quali la realizzazione e gestione di banche dati, le analisi su sequenze proteiche e di acidi nucleici, il modellamento molecolare di proteine e biomolecole, l&#8217;analisi di dati di espressione genica e proteomica. Tali competenze sono comprovate dalle oltre 90 pubblicazioni su riviste internazionali realizzate dal laboratorio dalla sua costituzione ad oggi (2001-2009). Per maggiori dettagli, le competenze e le attivit\u00e0 svolte nel laboratorio sono descritte al sito<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"http:\/\/bioinformatica.isa.cnr.it\/\" target=\"_blank\"><span style=\"font-family: Verdana;\">http:\/\/bioinformatica.isa.cnr.it<\/span><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Altri ricercatori partecipanti alla commessa contribuiscono con competenze multidisciplinari in diversi settori di ricerca (chimica, biochimica, ecc.), necessarie per ottenere una valida integrazione della bioinformatica con le problematiche di tipo sperimentale e\/o clinico.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong><em>&#8211; Strumentazione (dispositivi, apparecchiature o impianti utilizzati per lo svolgimento delle attivit\u00e0)<\/em><\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Strumentazioni informatiche disponibili nel laboratorio di Bioinformatica e Biologia Computazionale dell&#8217;Istituto di Scienze dell&#8217;Alimentazione sono le seguenti:<\/span><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">stazioni grafiche per studi di modellamento e simulazioni molecolari;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">server multiprocessore per attivit\u00e0 di web server e data storage;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">personal computer e unit\u00e0 periferiche di uso generico (stampanti, scanner, dischi esterni);<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">software specialistico per modellamento, simulazioni molecolari, analisi di dati anche su vasta scala.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Come per gli anni precedenti, la commessa si avvarr\u00e0 per le proprie attivit\u00e0 di ulteriori strumentazioni informatiche disponibili presso altri istituti e centri di ricerca nell&#8217;ambito di accordi e collaborazioni. In particolare, saranno disponibili clusters multiprocessori per elaborazioni di calcolo.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong><em>&#8211; Tecniche d&#8217;indagine (metodologie per la comprensione di fenomeni o strutture attraverso l&#8217;impiego combinato di competenze e strumentazione)<\/em><\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">L&#8217;indagine in campo bioinformatico \u00e8 basata sull&#8217;uso combinato di:<\/span><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">a) strumentazioni hardware e software selezionate o sviluppate per le specifiche problematiche oggetto di studio;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">b) adeguate competenze nel loro utilizzo, in campo biologico-chimico-medico, nello sviluppo specifico di nuovi algoritmi mirati ad individuare le strategie di analisi pi\u00f9 adatte ai problemi specifici in corso di studio.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">In maggior dettaglio, l&#8217;indagine strutturale\/funzionale su molecole di interesse, quali ad esempio proteine o peptidi, richiede competenze di strutturistica chimica e biochimica, di strumenti computazionali per l&#8217;analisi della struttura molecolare e per il modellamento, di metodi per la rappresentazione grafica dei dati e della visualizzazione tridimensionale di molecole. Nel caso dell&#8217;analisi dei dati sperimentali di espressione genica, \u00e8 necessaria l&#8217;integrazione di metodi statistici, matematici, grafici, basati sulle potenzialit\u00e0 di software commerciali e open-source, con le conoscenze delle problematiche sperimentali legate all&#8217;espressione genica e alla gestione ed utilizzo di tecnologie di studio massivo quali i microarrays.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong><em>&#8211; Tecnologie (Metodologie di modellazione o di intervento su oggetti e sistemi)<\/em><\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Lo sviluppo di nuovi strumenti software richieder\u00e0 l&#8217;utilizzo delle comuni tecniche di programmazione e per la gestione delle informazioni. Per lo studio di caratteristiche strutturali e funzionali di biomolecole, le metodologie saranno selezionate in base allo specifico sistema sotto indagine: ad esempio, nel caso del modellamento molecolare delle proteine, si potr\u00e0 utilizzare una strategia di modellamento comparativo, o di modellamento per riconoscimento del fold, oppure di modellamento &#8220;ab initio&#8221;. Analogamente, per studi di espressione genica su larga scala, si effettua una selezione statistica dei geni significativamente espressi\/repressi; i geni selezionati vengono poi analizzati con metodi di &#8220;clustering&#8221; e metodi grafici vengono usati per una adeguata visualizzazione. Tuttavia pu\u00f2 essere necessario utilizzare strategie differenti per ciascuna diversa piattaforma tecnologica, sia per motivi legati alla tecnologia di base (microarrays a singolo canale o doppio canale, numero di repliche presenti per microarrays, presenza di riferimenti interni al microarrays), sia per difficolt\u00e0 oggettive derivanti dal numero di repliche sperimentali disponibili.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong>Collaborazioni (partner e committenti)<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Sono in corso numerose collaborazioni con gruppi di ricerca, che hanno gi\u00e0 prodotto pubblicazioni scientifiche nel corso degli anni. In particolare, il progetto di ricerca &#8220;Integrazione delle attivit\u00e0 di ricerca attraverso la costruzione di strutture e reti di collaborazione interistituzionale&#8221; prevede una specifica attivit\u00e0 di &#8220;Rete&#8221; tra i laboratori di ricerca in campo bioinformatico, con la conseguente costituzione di collaborazioni scientifiche sia per attivit\u00e0 di ricerca che per formazione o costituzione di gruppi di lavoro o di studio.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong>Potenziale impiego<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong><em>&#8211; per processi produttivi<\/em><\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">L&#8217;impiego potenziale dei risultati delle attivit\u00e0 di ricerca pu\u00f2 essere ricavato dai risultati ottenuti negli ultimi, riassumibili per il periodo 2007-2009 in circa 50 pubblicazioni peer-reviewed su riviste internazionali. In dettaglio, il potenziale impiego puo&#8217; riguardare la progettazione di molecole peptidiche con attivit\u00e0 biologica, la realizzazione di strumenti software per l&#8217;analisi di dati sperimentali, la creazione di banche dati contenenti informazioni sperimentali di tipo biomedico, la messa a punto di protocolli di analisi dei dati, software.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong><em>&#8211; per risposte a bisogni individuali e collettivi<\/em><\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Identificazione di molecole con specifiche funzioni biologiche. Sviluppo di strategie per l&#8217;analisi dei dati sperimentali da approcci &#8220;omici&#8221;. Attivit\u00e0 di tipo formativo, mediante l&#8217;organizzazione di corsi, convegni, seminari, workshops etc.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong>Obiettivi<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">Obiettivo generale \u00e8 il raggiungimento di nuove conoscenze per la diagnosi e terapia di patologie umane, per la sicurezza alimentare e le applicazioni biotecnologiche, integrando informazioni disponibili e nuovi dati sperimentali, anche mediante lo sviluppo di nuovi strumenti bioinformatici che completino quelli esistenti, secondo strategie di analisi, gi\u00e0 standardizzate o da definire, adeguate al problema oggetto di studio.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\"><strong><em>Gli obiettivi specifici possono essere cos\u00ec elencati:<\/em><\/strong><\/span><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">i) analisi di dati di proteomica e di espressione genica per l&#8217;individuazione di marcatori di determinati stati patologici (tumori, intolleranze alimentari);<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">ii) modellamento molecolare di proteine e simulazione di fenomeni strutturali e funzionali, incluso lo sviluppo di nuove metodiche per la predizione della struttura secondaria e terziaria delle proteine;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">iii) integrazione di informazioni in banche dati, e sviluppo di adeguati strumenti bioinformatici per l&#8217;interrogazione;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-family: Verdana;\">iv) definizione di nuove strategie di analisi dei dati sperimentali e realizzazione di strumenti bioinformatici di supporto;<\/span><\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-family: Verdana;\">v) diffusione della conoscenza nel campo bioinformatico mediante l&#8217;organizzazione di convegni, corsi, ecc.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Bioinformatica per lo studio delle basi molecolari di patologie umane e intolleranze alimentari. 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