La sottoscritta Vincenza Pace, nata a Crotone (KR) il 17/12/1979 Codice Fiscale PCAVCN79T57D122N, CHIEDE

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1 AL MAGNIFICO RETTORE UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELLA CALABRIA Area Ricerca Scientifica e Rapporti Comunitari Via Pietro Bucci RENDE La sottoscritta, nata a Crotone (KR) il 17/12/1979 Codice Fiscale PCAVCN79T57D122N, residente in Petilia Policastro (KR) c.a.p via Paternise n.176 CHIEDE di essere ammessa a partecipare al bando per l attribuzione di finanziamenti per Progetti di Ricerca di Giovani Ricercatori. Il titolo della ricerca è il seguente: Modello matematico applicato al pathway apoptotico in colture cellulari umane. Area CIVR di riferimento 05-Scienze Biologiche. Tale ricerca sarà svolta presso il Laboratorio di Genetica del Dipartimento di Biologia Cellulare, Università della Calabria. Dichiara sotto la propria responsabilità che: 1) è cittadina Italiana; 2) è iscritta nelle liste elettorali del comune di Petilia Policastro; 3) non ha riportato condanne penali e non ha procedimenti penali in corso; 4) è in possesso del seguente titolo di studio: Laurea in Scienze Biologiche, conseguita in data 12/05/2004, presso l università della Calabria con il punteggio di 105/110; 5) é iscritta al II anno di corso del Dottorato di Ricerca in Biopatologia Molecolare, ciclo XX, con sede amministrativa presso l Università degli Studi della Calabria, e di svolgere la propria attività di ricerca presso il laboratorio di Genetica del Dipartimento di Biologia Cellulare.

2 6) elegge il proprio domicilio in Via Paternise n 176, Petilia Policastro (KR) tel. 320/ vincenza_pace@yahoo.it Allega alla presente domanda: (a) copia del curriculum vitae (comprensivo dell elenco delle pubblicazioni); (b) dichiarazione autentica dell esistenza dei requisiti per poter accedere al finanziamento; (c) progetto della ricerca vistato dal Direttore del Dipartimento presso il quale verrà realizzata la ricerca; (d) piano di spesa. Data 06/03/2006 Firma

3 Dipartimento di Biologia Cellulare Ponte Pietro Bucci, Cubo 4C Rende (CS), Italy Tel Dati anagrafici Nata a Crotone il 17/12/1979 e residente in Via Paternise, Petilia Policastro (KR) Titolo di studio Maturità scientifica conseguita nell A.S. 97/98 presso il Liceo Scientifico Raffaele Lombardi Satriani di Petilia Policastro (KR), con la seguente votazione: 52/60 Laurea in Scienze Biologiche conseguita presso l Università della Calabria nel 2004, con la seguente votazione: 105/110 Abilitazione all esercizio della Professione di Biologo, conseguita presso il Dipartimento di Biologia Cellulare dell UNICAL, in data 17/07/2004 Vincitrice del concorso di Dottorato di Ricerca in Biopatologia Molecolare XX ciclo, presso il Dipartimento di Biologia Cellulare dell Università della Calabria Posizione attuale Iscritto al secondo anno del Dottorato di Ricerca in Biopatologia Molecolare (XX ciclo), Università della Calabria. Lingue straniere Inglese (buona conoscenza) Conoscenze informatiche Applicazioni: Microsoft Office, FileMaker Pro, SPSS Sistemi operativi: DOS, Windows 3.1/95/98/ME/NT/2000/XP, Congressi V. Pace, D. Bellizzi, F. Dell Accio, L.Carotenuto G. De Benedictis. Mathematical Modelling of Caspase Activation Pathway. 7 Convegno FISV Settembre 2005, Riva del Garda (Italia)

4 Pubblicazioni Scientifiche Conoscenze acquisite L. Carotenuto, V. Pace, D. Bellizzi, G. De Benedictis,. Equilibrium, stability and dynamical response of a model of caspases activation in the apoptosis pathway. Ms submitted Attività lavorative Studi di espressione in vitro Estrazione DNA ed RNA da cellule eucariotiche Amplificazione in vitro mediante PCR Colture cellulari eucaristiche Dosaggi proteici mediante tecniche di fluorescenza e luminescenza Cromatografia su colonna Ricostituzione di proteine in liposomi Estrazione di proteine da cellule di lievito Conoscenze scientifiche 1. Analisi Matematica Limiti Limiti notevoli e teoremi sui limiti Successioni numeriche Funzioni continue Funzioni: esponenziale e logaritmo Derivate Integrali definiti ed indefiniti Integrazione per parti 2. Calcolo differenziale Equazioni differenziali ordinarie Equazioni differenziali del primo ordine Equazioni differenziali a variabili separate Equazioni differenziali a variabili separabili Equazioni differenziali lineari e non lineari del primo ordine Sistemi di equazioni differenziali lineari Integrazione di sistemi di differenziali in MATLAB Conoscenza approfondita del software MATLAB utilizzato nelle integrazioni di sistemi di equazioni differenziali e simulazioni delle soluzioni di tali sistemi

5 AL MAGNIFICO RETTORE UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELLA CALABRIA Area Ricerca Scientifica e Rapporti Comunitari Via Pietro Bucci RENDE La sottoscritta, nata a Crotone il 17/12/71979, in qualità di proponente del progetto di ricerca dal titolo Modello matematico applicato al pathway apoptotico in colture cellulari umane, nell ambito del programma di finanziamento Giovani Ricercatori (D.R. n 227 del 13/02/2006), dichiara di essere in possesso dei requisiti di età e di non essere membro di unità operativa che sia stata finanziata nell ambito di Programmi di Ricerca di Interesse Nazionale (PRIN). Arcavacata di Rende 06/03/2006 Il Proponente

6 Progetto Giovani Ricercatori Modello Matematico applicato al Pathway Apoptotico in colture cellulari umane Dipartimento di Biologia Cellulare Università della Calabria, Rende Problematica L apoptosi o morte cellulare programmata, è uno tra i più complessi pathway biologici [1]. E un meccanismo di suicidio cellulare che permette agli organismi di regolare il numero di cellule nei tessuti, e di eliminare le cellule danneggiate o non necessarie. La morte cellulare programmata gioca un ruolo chiave in un ampia varietà di processi fisiologici sia durante lo sviluppo fetale che durante l invecchiamento dei tessuti. Vi sono molte evidenze circa il ruolo dell apoptosi nello sviluppo di patologie neoplastiche: infatti, difetti nel macchinario apoptotico possono causare l accumulo di cellule neoplastiche e quindi la progressione dei tumori. Gli effettori dell apoptosi sono le Caspasi, una famiglia conservata di proteasi che tagliano proteine target a livello di specifici residui di aspartato [2]. Le caspasi sono presenti nella cellula come zimogeni inattivi (pro-caspasi) e subiscono una cascata di attivazione proteolitica all insorgenza dello stimolo apoptotico. La cascata coinvolge sia pro-caspasi iniziatrici (Caspasi-8, 9, 10) che pro-caspasi effettrici (Caspasi-3, 6,7) [3]. L attivazione delle caspasi effettrici determina la distruzione di substrati vitali della cellula e quindi la morte della stessa. Nelle cellule di mammifero sono state riconosciute due vie di attivazione dell apoptosi: una via estrinseca che coinvolge recettori come il Fas o il TNFR, che porta all attivazione della pro-caspasi 8; una via intrinseca che coinvolge il mitocondrio e porta all attivazione della pro-caspasi 9. Il processo è finemente regolato da fattori intra- ed extra-cellulari, come gli inibitori dell apoptosi IAP e la proteina BAR. Pertanto, allo stato attuale delle conoscenze lo studio dell attivazione del pathway apoptotico è una delle aree più interessanti della biologia, la cui più approfondita comprensione potrebbe portare ad una maggiore conoscenza dei meccanismi di invecchiamento e di morte cellulare. Nonostante le differenti fasi del pathway di attivazione della cascata apoptotica siano ben note, al momento non esiste un approccio che permette di monitorare cambiamenti immediati o a lungo termine di tutte le molecole coinvolte nell apoptosi.

7 Obiettivo dello studio L obiettivo del presente progetto è la costruzione e la successiva validazione di un modello matematico che descriva il pathway di attivazione delle caspasi, al fine di fornire uno strumento predittivo e di interpretazione. Mediante l utilizzo di questo approccio si possono identificare gli elementi chiave del processo e soprattutto descrivere quantitativamente e, non solo qualitativamente, il loro ruolo nel pathway. Un aspetto molto importante di questo programma di ricerca è che i risultati teorici ottenuti in silico possono essere verificati sperimentalmente in vitro in laboratorio. I dati sperimentali devono essere usati principalmente per calibrare i parametri del modello al fine di confermare o rifiutare le assunzioni fatte nella fase di formalizzazione del modello matematico. I parametri che si andranno a considerare in tale progetto di ricerca rappresentati da valori di concentrazione delle proteine implicate nel processo apoptotico, ossia le caspasi e le proteine inibitrici IAP e BAR. L approccio che si vuole seguire è in linea con quello descritto in un recente lavoro [4]. In tale lavoro l apoptosi viene considerata o come perdita di stabilità dell equilibrio, che rappresenta il normale comportamento della cellula, o come il passaggio, modulato da vari stimoli, ad un altro stato di equilibrio stabile ma anomalo (bistabilità). L obiettivo del presente progetto è quello di estendere e migliorare i risultati del lavoro citato eseguendo un analisi completa del comportamento del modello (stati di equilibrio e le relative proprietà di stabilità, caratteristiche delle risposte dinamiche) in un ampio range di valori di concentrazione. Questo tipo di analisi dovrebbe fornire un ottima comprensione circa il ruolo individuale dei parametri (caspasi, IAP e BAR) e delle reazioni in cui essi compaiono. Aspetti innovativi L aspetto innovativo del progetto proposto è che l assemblaggio di un modello matematico ad uno dei più importanti fenomeni cellulari (apoptosi) può fornire le linee guida per la progettazione degli esperimenti e permettere il confronto tra i risultati sperimentali ottenuti in vitro e l output del modello. I risultati che si conseguiranno saranno oggetto di pubblicazioni scientifiche internazionali.

8 Procedura sperimentale Gli esperimenti in vitro saranno condotti su colture cellulari umane (cellule 143 B Tk-). Tali cellule rappresentano un ottimo strumento per lo studio della cascata apoptotica in quanto esprimono i recettori di morte e sono abbastanza resistenti alle perturbazioni esterne. Le cellule devono essere sincronizzate prima della somministrazione degli agenti stressanti. Il protocollo di sincronizzazione prevede un trattamento di 16 ore con Aphidicolina (una molecola che blocca la polimerasi α), seguito da 48 ore di crescita in assenza di siero. L analisi della cascata apoptotica verrà eseguita incubando le cellule 143 B Tk- a 37 C in un mezzo di crescita contenente staurosporina, attivatore della via intrinseca, o TNF-a. attivatore della via estrinseca. Seguirà la misura della concentrazione delle caspasi in esame, mediante saggi di fluorescenza che rivelano l'attivazione delle caspasi attraverso il taglio di un substrato fluorescente come Z-DEVD-aminoluciferina. I valori delle concentrazioni delle caspasi saranno utilizzati nella costruzione e validazione del modello sopra descritto. Referenze [1] Gilman A. G. Nature 420, 2002, [2] Riedl S. J. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 5,2004, [3] Adams J. M. Genes & Dev., 17,2003, [4] Eissing T. et al., J. Biol. Chem. 279 : (2004) Durata del progetto: 12 mesi Il direttore del Dipartimento di Biologia Cellulare Giovanna De Benedictis Il Proponente

9 Piano di spesa Descrizione Costo Lettore automatico di fluorescenza per micropiastre Kit per il dosaggio della concentrazione della caspasi Euro 600 Euro TOTALE Euro