Daniela Billi

docente di Astrobiologia del dipartimento di Biologia - Università di Roma Tor Vergata

(ASI) Il progetto BIOMIRATE si propone di investigare e sfruttare i meccanismi di riparazione del DNA presenti in organismi estremofili, al fine di sviluppare strategie innovative per la mitigazione dei danni indotti dalle radiazioni ionizzanti. L'obiettivo primario è l'identificazione e la caratterizzazione molecolare dei pathway di riparazione del DNA in organismi resistenti alle radiazioni, con l'intento di traslare queste conoscenze in applicazioni biotecnologiche per la radioprotezione e la biorimediazione.

Obiettivi specifici:

• Identificazione e caratterizzazione dei meccanismi di riparazione del DNA in organismi estremofili: Analisi comparativa dei genomi e dei trascrittomi di organismi resistenti alle radiazioni (es. Deinococcus radiodurans, piante con elevata tolleranza alle radiazioni), con l'obiettivo di identificare i geni e le proteine coinvolte nella riparazione del DNA.
• Studio delle interazioni proteina-DNA e proteina-proteina coinvolte nella riparazione del DNA: Utilizzo di tecniche di biologia molecolare e biochimica (es. ChIP-seq, pull-down assay, spettrometria di massa) per elucidare i complessi proteici e le interazioni molecolari che regolano la riparazione del DNA.
• Sviluppo di sistemi di espressione eterologa per la produzione di molecole radioprotettive: Ingegnerizzazione di microrganismi e piante per la produzione di proteine e piccole molecole con attività radioprotettiva.
• Valutazione dell'efficacia di molecole radioprotettive in modelli cellulari e animali: Studio degli effetti di molecole radioprotettive sulla sopravvivenza cellulare, la riparazione del DNA e la riduzione del danno tissutale in seguito all'esposizione a radiazioni ionizzanti.
• Sviluppo di sistemi di biorimediazione per la decontaminazione di ambienti radioattivi: Esplorazione dell'utilizzo di piante e microrganismi per la rimozione di radionuclidi dal suolo e dall'acqua.

Metodologia:

Il progetto adotta un approccio multidisciplinare, integrando competenze in biologia molecolare, genomica, proteomica, bioinformatica, biotecnologie e radiobiologia. Verranno utilizzate tecniche di sequenziamento di nuova generazione, spettrometria di massa, microscopia confocale, analisi bioinformatiche e modelli in vitro e in vivo.

Risultati attesi:

BIOMIRATE fornirà nuove conoscenze sui meccanismi di riparazione del DNA e contribuirà allo sviluppo di strategie biotecnologiche innovative per la radioprotezione e la biorimediazione. I risultati del progetto avranno implicazioni significative in ambito medico (radioterapia, radioprotezione), spaziale (protezione degli astronauti) e ambientale (decontaminazione di siti radioattivi).