I NETWORK BIOLOGICI: DALLE MOLECOLE AGLI ECOSISTEMI

I sistemi biologici dipendono da una complessa rete di interazioni a diverse scale spaziali e temporali: possono quindi essere concepiti come un insieme di interazioni e relazioni (network) tra le entità che ne fanno parte. Da questi network emergono proprietà che i singoli elementi non possiedono e quindi l’approccio riduzionista, che ha consentito di identificare e caratterizzare una grande quantità di componenti nei sistemi viventi, manifesta ora dei limiti nel descrivere meccanicisticamente le proprietà dei sistemi biologici complessi.

Lo studio dei network biologici è quindi una sfida essenziale per la ricerca biologica. Come tale, richiede l’utilizzo di approcci quantitativi su diversi livelli di analisi e la loro integrazione mediante modelli matematici e concettuali.

Oggetto e obiettivi

La network biology impone una chiave di lettura nuova per la comprensione delle interazioni molecolari, cellulari, tissutali, organismiche, intra- e interspecifiche e tra organismi e ambiente, utilizzando gli strumenti della Biologia Quantitativa e Computazionale. Con il presente PE DiBio propone di dotarsi dell’infrastruttura e delle competenze necessarie per lo studio dei meccanismi omeostatici e di resilienza a diversi livelli dimensionali e temporali delle scienze della vita, che permetteranno di generare banche dati rilevanti per la comprensione della complessità dei sistemi biologici, quali dati “omici”, epigenetici, monitoraggi comportamentali e misure ambientali.

Azioni

La strategia che DiBio intende mettere in atto per affrontare questa sfida parte dallo sviluppo di un’infrastruttura dipartimentale di analisi per grandi volumi di dati che permetta di decodificare la complessità delle diverse scale dimensionali e temporali dei network biologici. Inoltre, DiBio intende consolidare e potenziare una serie di servizi (Facility) per la ricerca dipartimentale che operi come spoke per le diverse “data intensive technologies”, dall’ambito molecolare agli studi ambientali.

Un obiettivo così ambizioso ed esteso a più livelli di scala richiede una vasta gamma di competenze nelle scienze della vita, in gran parte già presenti in DiBio; tuttavia, intendiamo potenziare alcuni ambiti strategici attraverso il reclutamento di group leader orientati verso la network biology ed esperti nei campi dell’epigenetica, della microbiologia generale e dell’ecologia vegetale.

Per la didattica di alta formazione, queste azioni si rispecchieranno nell’assegnazione di 4 borse di dottorato/anno a tema vincolato in “Network biologici” e nell’aggiornamento dell’offerta formativa di II livello con il potenziamento delle conoscenze di metodi matematici, statistici e computazionali per l'analisi quantitativa e la comprensione dei processi, sistemi e network biologici.

Risultati

DiBio intende diventare un leader internazionale nella ricerca multidisciplinare sui network biologici, dal livello molecolare a quello ecosistemico.