Tematiche di ricerca

Il Dottorato in Bioscienze e Biotecnologie si compone di cinque curricula per i quali si riporta una breve descrizione delle tematiche di ricerca:

Scienze Biomolecolari e Bioinformatica

Il curriculum di Scienze Biomolecolari e Bioinformatica coagula gli interessi scientifici e didattici di professori e ricercatori universitari del Dipartimento di Bioscienze e Biotecnologie e Biofarmaceutica dell’Università di Bari, afferenti ai settori scientifico-disciplinari BIO/11, BIO/10 e MED/46 e di Primi ricercatori e ricercatori dell’IBIOM del CNR di Bari, tra cui esistono documentati e consolidati rapporti di collaborazione.
L’obiettivo generale condiviso dai docenti di questo curriculum è quello di promuovere l’alta formazione di giovani laureati ampliando le loro conoscenze in settori innovativi quali le scienze omiche (genomica, epigenomica, trascrittomica, epitrascrittomica, proteomica e metabolomica), la bioinformatica, la biologia molecolare e cellulare, la bioenergetica e la biochimica funzionale e cellulare avanzate applicate allo studio di molecole di origine naturale e di macro-molecole biologiche, secondo le esperienze scientifiche dei docenti partecipanti, che è testimoniata dalle numerose recenti pubblicazioni su prestigiose riviste internazionali e dalla partecipazione a numerosi progetti competitivi in ambito nazionale e internazionale. In questo contesto scientifico, l’iter formativo che ci si prefigge di fornire spazia da alcuni aspetti della ricerca di base alla conoscenza e possibilità di sviluppo di strumenti bioinformatici avanzati, anche utilizzando le più moderne tecniche di Intelligenza Artificiale per l’analisi integrata di dati omici e banche dati biomolecolari specializzate, con particolare riferimento alle applicazioni biomediche e biotecnologiche di Systems Biology. Queste tematiche di ricerca sono allineate alle priorità del PNR 2021-2027 nelle tematiche della Salute e delle Biotecnologie applicate anche agli ambiti ambientali e agroalimentari.

Fisiologia e Biotecnologie Cellulari e Molecolari

Il curriculum di Fisiologia e biotecnologie cellulari e molecolari si propone di formare giovani esperti con competenze in fisiopatologia molecolare del sistema nervoso centrale, delle malattie renali rare o acquisite, dell'omeostasi e dei disordini clinici del metabolismo e del bilancio dell'energia, della sepsi e di patologie immunitarie, delle malattie cardiache degenerative ereditarie, dei tumori e di alterazioni della funzione germinale maschile e del rimodellamento osseo in modelli animali e nell'uomo. Tematiche di ricerca riguardano anche lo studio dei messaggeri intra ed extracellulari in fisiologia e patologia cellulare, analizzati mediante tecniche di videoimaging e saggi funzionali per la valutazione delle proprietà biofisiche della membrana cellulare. I dottorandi potranno inoltre acquisire conoscenze sulle biotecnologie riproduttive della funzione germinale maschile e femminile per le finalità dell’industria e come modelli per la medicina riproduttiva umana. E’ inoltre attiva una tematica di ricerca focalizzata sulla caratterizzazione genomica per la ricostruzione evolutiva e il miglioramento delle performances produttive e adattative delle popolazioni animali domestiche.
I dottorandi avranno accesso a strumentazione di avanguardia di biofisica cellulare e sub-cellulare completa di strumentazione per l'analisi di parametri elettrofisiologici cellulari e transepiteliali, di apparecchiature avanzate come microscopi a super-risoluzione, microscopi confocali spettrali, citofluorimetri, sistemi integrati di Time-Resolved FRET ed imaging, sistemi integrati per analisi TIRF e stopped flow light scattering.

Scienze Biochimiche e Biologia Cellulare

Nel curriculum di Biochimica e Biologia applicata si affrontano tematiche di ricerca riguardanti la biochimica, la biologia applicata e le biotecnologie. In particolare le tematiche di ricerca sono focalizzate su: i) caratterizzazione biochimico-funzionale di trasportatori mitocondriali ancora orfani di una funzione specifica; ii) studio di correlazione genotipo-fenotipo e funzionale di patologie metaboliche e tumorali mediante l’utilizzo di modelli cellulari 2D e 3D derivanti da cellule pluripotenti (iPSC) e un approccio sperimentale multiomico; iii) identificazione di nuovi geni-malattia mediante analisi di dati di sequenziamento massivo e successiva validazione dei dati in modelli sperimentali in vitro ed in vivo; iv) studio dei mediatori dei processi infiammatori coinvolti nella neurodegenerazione in modelli sperimentali in vivo ed in vitro e identificazione di potenziali composti bioattivi per la modulazione della neuroinfiammazione; v) valorizzazione biotecnologica degli scarti agro-industriali finalizzati all’ottenimento di prodotti chimici innovativi di interesse industriale; vi) biotecnologie microbiche per lo sviluppo di nuovi processi e prodotti del settore bio-based con particolare riferimento alla bioeconomia
circolare.

Genetica, Microbiologia ed Evoluzione Molecolare

Il curriculum di Genetica, Microbiologia ed Evoluzione Molecolare , affronta lo studio di diverse tematiche di genetica e microbiologia ed evoluzione molecolare con un approccio rivolto alla comprensione dell’evoluzione dei genomi, alla caratterizzazione della loro plasticità ed organizzazione. In particolare, linee di ricerca del curriculum descritto, studiano le regioni centromeriche, pericentromeriche ed i fenomeni di riposizionamento del centromero; le duplicazioni segmentali ed il loro coinvolgimento nella genesi dei disordini genomici; gli elementi trasponibili in Drosophila ed altri insetti e le famiglie multigeniche con un focus su quelle coinvolte nell’immunità cellulare. Altre linee sono coinvolte nello studio della genetica molecolare dei tumori e negli studi di epidemiologia batterica degli elementi genetici di resistenza antimicrobica, di caratterizzazione genetico molecolare di batteri patogeni o potenzialmente patogeni, negli studi sul miglioramento di specie vegetali di interesse agronomico come vitis vinifera.

Biologia Morfofunzionale

Il curriculum di Biologia Morfofunzionale mira a fornire un’adeguata preparazione teorica ed applicata relativa agli ambiti morfo-funzionali della componente biologica, animale e vegetale. L’attenzione sarà focalizzata su cicli vitali di organismi invertebrati e vertebrati acquatici, con approfondimenti su crescita, riproduzione e trofismo; interazioni tra specie acquatiche; caratterizzazione biocenotica di habitat acquatici e tratti funzionali nelle specie caratterizzanti; ecologia degli ambienti di transizione e degli ecosistemi marini costieri e batiali, dinamica di popolazioni, studio della struttura e funzionamento delle comunità ecologiche; valutazione dello stato di conservazione di popolazioni e habitat minacciati. Gli aspetti morfo-funzionali ed adattativi ed i cicli biologici di organismi modello, rappresentati da invertebrati filtratori e da vertebrati all’apice delle reti trofiche, verranno analizzati in relazione ai cambiamenti climatici, alla interazione con specie alloctone e alla presenza di xenobiotici.
In ambito vegetale si studieranno le risposte delle piante a stimoli esogeni ed endogeni, approfondendo le relazioni tra proteine e metaboliti coinvolti nell'omeostasi redox cellulare. L'individuazione e la caratterizzazione di marcatori molecolari mediante approcci funzionali, di genomica e proteomica forniranno gli strumenti necessari per le applicazioni biotecnologiche. L'obiettivo finale è lo sviluppo di strategie volte a migliorare la produttività, la qualità nutrizionale delle colture e la resistenza delle piante alle condizioni ambientali avverse.