Dottorato Internazionale in Biologia Strutturale

Il Dottorato Internazionale in Biologia Strutturale è un dottorato internazionale in collaborazione con le Università di Francoforte e Utrecht. È stato istituito con un accordo siglato dai tre Rettori nel 2001. In base a tale accordo, il titolo di Dottore di Ricerca che gli studenti conseguono al termine del programma è considerato equivalente a quello conseguito presso il Centro Bijvoet per la Ricerca Biomolecolare e al Dottorato di Ricerca in Chimica e Biochimica presso l'Università di Francoforte.

Il corso di dottorato mira alla formazione di dottori di ricerca all'avanguardia nella conoscenza e nell'educazione nel campo delle moderne metodologie di indagine in biologia strutturale, biotecnologia e biologia dei sistemi. Fornisce un patrimonio di conoscenze alla formazione di esperti nel campo della chimica strutturale applicata alle macromolecole biologiche in soluzione, in fibrille, in membrane o in cellule, e nel campo della biologia molecolare per l'espressione di proteine ricombinanti isotopicamente arricchite.

Istituzione ospitante

Il Centro di Risonanza Magnetica (CERM) dell'Università University of Florence è un'infrastruttura di ricerca supportata dalla Commissione Europea per fornire accesso transnazionale alla NMR biologica. Il CERM è uno dei primi laboratori al mondo per qualità delle attrezzature, produzione e credibilità scientifica nel campo della biologia strutturale e della NMR. L'infrastruttura è dotata di un gran numero di spettrometri NMR che vanno da 1200 MHz fino a 0,01 MHz, attraverso spettrometri 950, 900, 850 WB, 800, 700, 600, 500 e 400 MHz. Molti di questi strumenti sono dotati di criosonda. Ha una tradizione specializzata nello studio delle metalloproteine, in particolare delle metalloproteine paramagnetiche. Il CERM è un membro centrale di INSTRUCT, l'infrastruttura europea per la biologia strutturale integrata, che comprende centri per tecnologie all'avanguardia, competenze scientifiche e formazione.

Gli studenti vengono formati sull'interfaccia tra biologia e chimica inorganica attraverso il bioinformatica e la spettroscopia. L'obiettivo educativo a lungo termine è quello di creare scienziati capaci di inquadrare problemi specifici in un contesto generale, di considerare la multidisciplinarietà come un'esigenza primaria e di considerare la collaborazione transnazionale come un requisito per sviluppare una generazione coerente di scienziati europei.

Le materie alla base del corso sono:

• Risonanza magnetica nucleare (in soluzione e allo stato solido) e cristallografia a raggi X per studi strutturali, funzione e dinamica di macromolecole biologiche, interazioni proteina-proteina;
• Tecniche di biologia molecolare e cellulare per la preparazione e manipolazione di proteine, DNA e consorzi batterici;
• sviluppo di nuovi farmaci attraverso tecniche di drug design;
• Bioinformatica come strategia di base per lo studio dei fenomeni cinetici, termodinamici e della dinamica delle proteine, per l'apprendimento e lo sviluppo di metodi per l'utilizzo di database genomici al fine di identificare bersagli molecolari per lo sviluppo di nuovi farmaci;
• metabolomica.

Il programma di dottorato si avvale della collaborazione di gruppi di ricerca delle Università di Utrecht, Francoforte, Lione e Oxford, tra i più importanti al mondo nel campo della biologia strutturale.

L'obiettivo del corso è fornire una formazione di ricerca multidisciplinare e di alta qualità nel campo della biologia strutturale. Per raggiungere questo obiettivo, il corso prevede un programma integrato molto ampio che comprende competenze in chimica, biologia, biofisica, medicina e informatica, in grado di affrontare le sfide reali nel campo che vanno dalle questioni fondamentali alle applicazioni. Una nuova generazione di dottorandi sarà educata a considerare la ricerca multidisciplinare, la cooperazione transnazionale e l'integrazione di tecniche diverse come esigenze primarie per lo sviluppo di una ricerca di eccellenza.

La biologia strutturale è la chiave per l'innovazione nella biotecnologia, nella tecnologia alimentare e nelle applicazioni biomediche. Svolge un ruolo importante nella comprensione della modalità di azione delle terapie e facilita la progettazione di farmaci e prodotti biologici innovativi che agiscono su specifici bersagli molecolari. Partendo dalla determinazione delle strutture tridimensionali delle macromolecole, la biologia strutturale si è evoluta fino allo studio della dinamica delle macromolecole e dei meccanismi macromolecolari e al loro inserimento in contesti cellulari. Fornisce una visualizzazione a livello atomico delle biomolecole e del loro modo di funzionare. Le aziende farmaceutiche dispongono di dipartimenti di biologia strutturale coinvolti nelle varie fasi del processo di scoperta dei farmaci. In realtà, settori come i farmaci informati e i nuovi vaccini spesso dipendono in modo cruciale dai dati strutturali.

Si prevede che in futuro sistemi molecolari sempre più grandi e fenomeni biologici sempre più complessi verranno svelati attraverso approcci di biologia strutturale integrativa che combinano strumenti sperimentali e computazionali complementari.

I candidati verranno formati al fine di

• acquisire un solido background scientifico comune nell'area della Biologia Strutturale,
• ricevere una formazione avanzata e mirata basata su infrastrutture attraverso la ricerca nella loro metodologia di ricerca
• Partecipare e promuovere la propria ricerca a convegni internazionali
• comunicare i risultati del proprio lavoro in pubblicazioni internazionali
• ampliare i propri orizzonti attraverso una grande varietà di corsi e seminari
• stimolare collaborazioni interdisciplinari
• stimolare la mobilità e le collaborazioni transnazionali
• Acquisire una formazione non scientifica per migliorare le prospettive di carriera
• trasformarsi in giovani ricercatori indipendenti, qualificati e di mentalità aperta.