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
- Novel mechanisms of cell-to-cell communication: exosomes and extracellular vesicles in CNS health and disease;
- Identification and modulation of DNA-protein molecular interaction: principles of biological recognition for therapeutic approach;
- Structural and proteomic analysis of membrane proteins and their post-translational modifications;
- Ruolo dei metallo-chaperon e ricerca di nuovi target nei disordini neovascolari;
- Biomedical engineering: artificial intelligence and machine learning for medicine.
- Synthetic Biology: design of integrated biological systems capable of autonomously performing useful tasks, elucidate the design principles underlying complex phenotypes.
- Systems Biology: programming and analysis of selected cells and organelles (e.g., E. coli, S. cerevisiae, mitochondrion).
Biotecnologie biomediche e precliniche
- Innovative cell strategies with Stem/neuroprogenitors and astrocytes to boost neurorepair/regeneration in Neurodegenerative Diseases;
- 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;
- Studi preclinici delle basi molecolari dei processi neurodegenerativi e interventi terapeutici;
- Biomarkers nei disordini dello spettro dell'Autismo;
- Approcci biotecnologici e imaging preclinico nella modellistica animale delle malattie neurodegenerative;
- Muscoloskeletal disorders and tissue engineering, mechanobiology, health sports technology and movement analyses.
Biotecnologie agro-alimentari
- Nuove tecniche di breeding per il miglioramento genetico delle piante coltivate;
- Studio della diversità delle piante coltivate mediante sequenziamento dei genomi, identificazione di marcatori associati a loci di interesse, ed applicazioni al miglioramento genetico;
- Le scienze -omiche e lo studio delle interazioni ospite-patogeno ai fini della resistenza;
- 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;
- Influenza delle condizioni agro-climatiche sull'espressione genica in vite finalizzata alla produzione di vino rosso;
- Colture erbacee e biotecnologie per la produzione sostenibile di energia;
- Genomica, trascrittomica e proteomica delle produzioni animali;
- Biodiversità zootecnica e meccanismi di adattamento alle condizioni di clima caldo;
- Microbiologia agraria, alimentare e ambientale: implicazioni biotecnologiche e funzionali di lieviti e batteri lattici per la messa a punto di alimenti funzionali.
- Microbioma e salute delle piante, selezione di microrganismi per il biocontrollo e analisi dei meccanismi di azione.
Biotecnologie farmaceutiche
- Preparazione e caratterizzazione di carrier colloidali per uso cosmetico, oftalmico o cerebrale;
- Progettazione, sintesi e valutazione farmacologica in vitro di ligandi sigma utili nel trattamento di patologie neurodegenerative ed antitumorali;
- Studio dell’interazione e dell’assorbimento di farmaci da modelli di biomembrana e del loro rilascio da differenti carrier (SLN, micelle, ciclodestrine);
- Sviluppo di inibitori e induttori dell’enzima Eme Ossigenasi-1 (HO-1);
- Progettazione razionale mediante metodi computazionali, sintesi e valutazione biologica di ligandi per il trattamento di cancro e dolore;
- Sviluppo e produzione di radiofarmaci o stimolanti per il trattamento anti-tumorale associato a radioterapia.
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