Biotecnologie

Il Dottorato di ricerca, interdisciplinare, in Biotecnologie dell’Università degli Studi di Catania (UniCT) comprende le competenze biotecnologiche dell'Università di Catania, con la presenza dei SSD ed Aree CUN biomediche, agrarie e farmaceutiche, e con l'apporto Bioinformatico e di System Biology. Ad esso contribuiscono i tre Dipartimenti che hanno ricerca e didattica rivolta alle Biotecnologie. Il Dottorato in Biotecnologie è articolato in quattro curricula denominati: Biotecnologie molecolari, Biotecnologie biomediche e precliniche; Biotecnologie agro-alimentari; Biotecnologie farmaceutiche. La base comune è quella delle tecnologie della vita in cui è preminente l'applicazione molecolare dell'ingegneria genetica. Tale applicazione prelude all'utilizzazione di cellule viventi od organismi per ottenere beni o servizi. Gli ambiti di studio sono: l’acquisizione e sfruttamento delle conoscenze genetiche, trascrittomiche e proteomiche in campo animale e vegetale, l'individuazione e caratterizzazione di molecole innovative di potenziale utilizzo industriale o sanitario, la messa a punto di innovativi sistemi analitici delle molecole biologiche e naturali, l’avanzamento guidato del miglioramento genetico ed alimentare nel mondo agrario, l’utilizzo delle biotecnologie per la produzione sostenibile di energia.

A titolo di esempio, non esaustivo né preclusivo, si indicano alcune tematiche svolte nei laboratori del Dottorato, in cui i progetti dei Dottorandi potranno essere inclusi:

Biotecnologie molecolari

1. Novel mechanisms of cell-to-cell communication: exosomes and extracellular vesicles in CNS health and disease;
2. Identification and modulation of DNA-protein molecular interaction: principles of biological recognition for therapeutic approach;
3. Structural and proteomic analysis of membrane proteins and their post-translational modifications;
4. Ruolo dei metallo-chaperon e ricerca di nuovi target nei disordini neovascolari;
5. Biomedical engineering: artificial intelligence and machine learning for medicine.
6. Synthetic Biology: design of integrated biological systems capable of autonomously performing useful tasks, elucidate the design principles underlying complex phenotypes.
7. Systems Biology: programming and analysis of selected cells and organelles (e.g., E. coli, S. cerevisiae, mitochondrion).

Biotecnologie biomediche e precliniche

1. Innovative cell strategies with Stem/neuroprogenitors and astrocytes to boost neurorepair/regeneration  in Neurodegenerative Diseases;
2. Studio elettrofisiologico degli effetti di neurotrasmettitori e neuromodulatori endogeni su correnti ioniche di membrana, eccitabilità neuronale, trasmissione nervosa e plasticità sinaptica nel sistema nervoso centrale;
3. Studi preclinici delle basi molecolari dei processi neurodegenerativi e interventi terapeutici;
4. Biomarkers nei disordini dello spettro dell'Autismo;
5. Approcci biotecnologici e imaging preclinico nella modellistica animale delle malattie neurodegenerative;
6. Muscoloskeletal disorders and tissue engineering, mechanobiology, health sports technology and movement analyses.

Biotecnologie agro-alimentari

1. Nuove tecniche di breeding per il miglioramento genetico delle piante coltivate;
2. Studio della diversità delle piante coltivate mediante sequenziamento dei genomi, identificazione di marcatori associati a loci di interesse, ed applicazioni al miglioramento genetico;
3. Le scienze -omiche e lo studio delle interazioni ospite-patogeno ai fini della resistenza;
4. Biosintesi dei pigmenti carotenoidi e antociani e plasticità nel processo di metilazione del DNA in arancia rossa durante la maturazione dei frutti e nello stress abiotico;
5. Influenza delle condizioni agro-climatiche sull'espressione genica in vite finalizzata alla produzione di vino rosso;
6. Colture erbacee e biotecnologie per la produzione sostenibile di energia;
7. Genomica, trascrittomica e proteomica delle produzioni animali;
8. Biodiversità zootecnica e meccanismi di adattamento alle condizioni di clima caldo;
9. Microbiologia agraria, alimentare e ambientale: implicazioni biotecnologiche e funzionali di lieviti e batteri lattici per la messa a punto di alimenti funzionali.
10. Microbioma e salute delle piante, selezione di microrganismi per il biocontrollo e analisi dei meccanismi di azione.

Biotecnologie farmaceutiche

1. Preparazione e caratterizzazione di carrier colloidali per uso cosmetico, oftalmico o cerebrale;
2. Progettazione, sintesi e valutazione farmacologica in vitro di ligandi sigma utili nel trattamento di patologie neurodegenerative ed antitumorali;
3. Studio dell’interazione e dell’assorbimento di farmaci da modelli di biomembrana e del loro rilascio da differenti carrier (SLN, micelle, ciclodestrine);
4. Sviluppo di inibitori e induttori dell’enzima Eme Ossigenasi-1 (HO-1);
5. Progettazione razionale mediante metodi computazionali, sintesi e valutazione biologica di ligandi per il trattamento di cancro e dolore;
6. Sviluppo e produzione di radiofarmaci o stimolanti per il trattamento anti-tumorale associato a radioterapia.