I
) innovazione e ricerca
+ THE PROTEIN FACTORY:
L'INGEGNERIA SPOSA LA BIOMEDICINA
Nasce The Protein Factory: organizzato su due sedi universitarie (Milano e Varese)
sarà un "laboratorio integrato" in grado di aggregare competenze e offrire servizi
in un settore strategico come quello della ricerca biomedica e industriale.
di Cecilia Albertoni
11 22 aprile P stato inaugurato in Aula
M A I del Politecnico di Milano, in via
Mancinelli 7. The Protein Factory, il centro interuniversitario di biotecnologie
proteiche nato da una iniziativa congiunta del Politecnico di Milano e delI'Universit.3 degli Studi dell'lnsubria.
La "Fabbrica delle proteine" P il primo
Centro che unisce le competenze chimico-ingegneristiche del Politecnico
a quelle biomediche dell'lnsubria con
l'obiettivo di mettere a fuoco le risorse
date dalle proteine come materiale biotecnologico a fini industrialie per terapie
mediche umane.
Le proteine "migliorate" hanno infatti
una vasta gamma di applicazioni quali
ad esempio:
la progettazione di nuovi farmaci
specifici come quelli per curare la
schizofrenia,
la preparazionedi proteine con attivit.3 catalitica che sostituiscano reagenti e catalizzatori metallici inquinanti
e con elevate richieste energetiche e
favoriscano quindi reazioni chimiche
Immagine 3D di una protelna
NADH Deidrogenasi
in acqua e in condizioni sostenibili,
la preparazione su larga scala di proteine terapeutiche (dall'insulina usata
dai diabetici a enzimi specifici nel trattamento anti-tumorale),
l'analisi avanzata del proteoma per
determinare ad esempio l'assenza o
la presenza di una specifica proteina
come marker diagnostico.
Il Centro "The Protein Factory" P organizzato su due sedi: presso il Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica G. Natta a Milano e presso il
Dipartimento di Biotecnologie e Scienze
Molecolari a Varese. Rappresenterà un
"laboratorio integrato" in grado di aggregare competenze presenti nelle due
istituzioni proponenti, raggiungendo la
massa critica necessaria per gestire progetti complessi e per offrire servizi in un
settore strategico della ricerca biomedica e industriale
UN APPROFONDIMENTO
SULLE PROTEINE
Le proteine sono molecole delicate,
di difficile produzione e purificazione
su scala industriale. Le esperienze che
confluiscono nel Centro si basano sulla
progettazione di geni a partire da analisi
bioinformatiche, su avanzate tecniche di
biologia molecolare e di fermentazione
che consentono di esprimere proteine in
lieviti e batteri di vario tipo con efficien-
Nanotubo a struttura proteica
(foto Serkeley Lab)
m
I vari interventi
"
Dopo l'intervento di saluto dei Magnfiu Reiton (ìl pmf.
-m&
,_
,_Giulio Ballio del Riitecnica di Milano e il pmf. Remo
Dionigi deli'univenità degli studi deil'lnsubria), il pmf. -*b<-a
Stefano S e i (Dip. Chimica, Materiali e Ingegneria
'
n
Chimica "Giulii Natta" - P o l i i c o di Milano) e il
prof. Giovanm Bemardini (dip. Biotecnologie e Scienze
Molecolari - Universitàdegli Studi dell'lnutbria) hanno
presentato le attivita dei vari Dipartimenti pmponenti.
Di seguito riportiamo i temi delle relazioni presentate
durante la presentazione:
L'evoluzione di nuove funzionalità nelle proteine:
Loredano Fsollegioni @SBM - Università degli mdi deU'msubria)
sviluppo di famaci biologici innovativi di tipo proteico: l'esperienza di Areta Maria Luisa Nolli (Areta intemational)
SynWeOc Biolom una logica estensione della sintesi organica - Stefano S ~ M
(DCMIC R i i i i c o di Milano)
Impieghi industriali di enzimi e a Itre proteine -Yves Galante (kimberti?
Ptwteine da biomase - Fabrizio Delogni (Merloni Progetti')
Indicatori per le produzioni ittiche - Marco Saroglia (DSBM - Università degli Shidi
dell'lnsubria)
Nuove tecniche nell'analiii del proteoma - Attilio utterio @CMIC - P o l i i c a di
Milano)
-
ze elevate. Inoltre recenti sviluppi nel
campo sia delle tecniche di evoluzione
diretta che di progettazione razionale
consentono un nuovo approccio alla produzione di proteine con attività
migliorata rispetto alle proteine naturali (maggiore stabilità termica e10 a
variazioni di pH, miglior adattamento
alla presenza di sostanze chimiche non
naturali, maggiore capacità di riconoscimento verso molecole diverse dai
substrati naturali della proteina, ecc.).
Tale approccio combinato 6 caratterizzato da una significativa riduzione dei
tempi di sviluppo e dei costi rispetto ai
sistemi tradizionali, rendendo percib la
produzione di proteine "evolute" per
specifici impieghi applicabile a numerosi settori produttivi. In sintesi, nuove
proteine per nuove applicazioni.
Abbiamo rivolto alcune domande al professor Stefano Servi del Dipartimento di
Chimica, Materiali, Ingegneria Chimica
Giulio Natta del Politecnico di Milano.
Come è nata l'idea alla base di The hotein Faaory?
Dal 1970 al Dipartimento di Chimica del
Politecnico di Milano 6 attivo un gruppo
di ricerca in Biocatalisi. Questa disciplina
applica proteine catalitiche (enzimi) nella
sintesi di sostanze organiche per I'industria alimentare e farmaceutica. Spesso
la limitazione P dovuta alla reperibilita
dei catalizzatori adatti allo scopo. Solo
una piccola parte degli enzimi esistenti
sono disponibili commercialmente. Recentemente il gruppo del Dipartimento
di Biotecnologie e Scienze Molecolari
a Varese e quello di Biocatalisi del Poli-
/
innovazione e ricerca
u
Ilprof. Stefano Sewl opera
presso il Dip. Chimica, Materiali
e Ingegneria Chlmica'Glulio
NattaWdelPolitecnico di Milano
tecnico di Milano hanno sviluppato una
collaborazione scientifica basata sulla
condivisione delle specificita dei due
gruppi: capacita di produrre proteine
adatte a risolvere i problemi sintetici dei
chimici. L'iniziativa Protein Factory crea
una struttura che si basa sull'integrazione fra Chimici e Biologi molecolari.
Cosa si intende per "miglioramento del-
le proteine"?
Le tecniche di biologia molecolare
consentono di produrre proteine in
micoorganismi (batteri, lieviti) geneticamente modificati. Queste proteine
sono copiate da un altro organismo
(animale, vegetale, batterico...). Tecniche di evoluzione diretta, consistenti
nel sottoporre questi microorganismi
a condizioni non naturali (es. crescita
in condizioni di temperature non fisiologiche i.e. 60°C) possono costringere
il microorganismo ad adattarsi producendo proteine stabili a temperature
più elevate. Si possono cosi ottenere
proteine migliorate.
www.guidachimica.it
Tra le macroaree d i ricerca, lavorerete
su applicazionidi proteine innovativein
catalisi, per la produzione di farmaci, o
come marker diagnostici. Qualidiquesti
temi ha secondoLei le maggioriprospettive disviluppo?
Intendiamo sviluppare contemporaneamente sia temi di ricerca ad elevato
contenuto scientifico che argomenti a
maggior contenuto applicativo.
La produzione di enzimi industriali o la
valutazione di markers utili in diagnostica sono più orientati all'applicazione.
www.tecnologiaindustriale.it
I
inaugurato sullo studio
delle proteine
A quali settori industriali sono rivol-
te le applicazioni più promettenti?
L'obiettivo della catalisi enzirnatica è quello di aiutare l'industria
chimica nella ricerca di condizioni
sostenibili, cioè con minor impatto
ambientale e con maggior sicurezza, quindi si rivolge ai processi della
chimica fine.
Nel settore biomedicale ci sembra
d i grande potenziale sviluppo la
produzione di biosensori e kit diagnostici.
ICP N.6 GIUGNO 2009