Fisica Sperimentale e Computazionale dei Biosistemi

Linea 1: Dinamica collettiva di biomolecole e della loro acqua di idratazione. Questa linea è mirata ad investigare la rilevanza biologica delle dinamiche collettive e delle proprietà vibrazionali di bassa energia (frequenze dei terahertz) di sistemi biologi modello (membrane fosfolipidiche, proteine). Una particolare attenzione è rivolta all’accoppiamento dinamico biosistema-solvente e al contributo della dinamica del solvente alla funzionalità biomolecolare. Linea 2: Dinamica a particella singola di fosfolipidi di membrane modello. Questo studio ha lo scopo di investigare le dinamiche diffusive e locali di membrane fosfolipidiche modello e di verificare le modifiche indotte sull’organizzazione strutturale e sulla dinamica dei lipidi di membrana dalla presenza di alcoli con catene di varia lunghezza o di oligopeptidi pore-forming. Il nostro gruppo conduce attività di ricerca sulle linee 1 e 2 tramite tecniche sperimentali e computazionali: spettroscopia neutronica e di raggi-X, diffrazione di raggi-X, spettroscopia Raman e IR, calorimetria, simulazione di dinamica molecolare classica (full-atomistic e coarse grained). Attività e prodotti delle Linee 1 e 2: pubblicazioni, comunicazioni a congresso, tesi di laurea e di dottorato, seminari, progetti di ricerca, esperimenti presso facilities internazionali, laboratori per scuole secondarie superiori. Linea 3: Dinamiche dei flussi calcio in cellule astrocitarie. Tali flussi presentano infatti un comportamento oscillatorio, con modulazioni in ampiezza e fase, collegate alle attività delle cellule neuronali adiacenti. Lo studio viene svolto sia da un punto di vista teorico-simulativo tramite lo studio delle equazioni differenziali che governano il sistema, sia sperimentale tramite misure di fluorescenza su culture cellulari di astrociti umani, in collaborazione con il Policlinico Universitario. Attività e prodotti della Linea 3: pubblicazioni, seminari, realizzazione di un microscopio a fluorescenza integrato in un incubatore a CO2.