遗传学及功能基因组学

遗传学及功能基因组学实验室 (FG2) 的最终目标是认别在病症的发生及进展期间牵连到的变异及其它调节因子，并描述相关特征。最普遍的病症，如心血管病症及癌症，是有多种遗传因子及环境因子结合导致。能了解病症的分子基础， 及遗传因子间的互动，可引致更好的预防，诊断及医疗。另外，提高对这些因子的认识及它们间的互动，通过功能性研究，可以带来新的医疗及预防政策的发展。

无编码 RNA (核糖核酸）

很多心脏病症由对心脏发展及/或活动有影响的基因改变引起。

研究组使用斑马鱼为模型系统来识别调节正常心脏发展及功能的基因/机制，特别注意被认为是关键性调节要素的微型RNA(miRNA)的牵连。斑马鱼的采用，比起传统的模型系统有不少有利因素：与人类的高度同源性，高生育率，外孕育，快速发展，非常简单的基因控制。IFC工作组已经认别在先天性心脏病症已经变化的微性RNA，并表征它们的靶点。 研究斑马鱼功能的获得或失去，能让研究人士评估它们能被使用为新的医疗靶点的潜力。目前有更进一步的研究，以斑马鱼为基础，来形成新的病症模型，可以用来实验新药品的作用及/或者评估已认识的分子对新医疗靶点的影响

在癌症方面，基于无编码RNA的基因表达的变化与癌症的发生/进展间的关联早已有大量文件证明，目前在研究微性RNA 抑癌剂(TS-miRNA) 对前列腺癌 (Pca) 的影响, 并更改体外PCa的细胞系基因表达。为了重建有这种微RNA调节的基因调节网络，以技术来大范围夺取相关分子目标, 这样可以促进用适当的新一代的测序 (NGS)来认知(targetOME)。 另外打算使用循环微RNA为PCa内的预测生物标志。特别的是在体外形成不同的对多西他赛（docetaxel）有抵抗力的PCa细胞系，这药品在癌症达到雄激素非依赖性状态时被用来认知这些细胞系专门释放的微RNA而推定可以抵抗药品的生物标志。

酵母遗传学及基因组学

酿酒酵母菌为一单细胞真核生物，被使用为基因系统模型，价格经济，容易调节，生长非常快速，用来认知被病症牵连的蛋白质互作体及发展新的功能测试程序来表征人类基因的变化，及对新医疗方式有贡献。

工作组的研究活动如下：

• 参与人类病症的蛋白质异源表达，基因组水平的筛选及基因文库的筛选，来认知与乳癌及黑素癌相关的蛋白质功能互作体。此研究线路是因为很多与病症有关联的基因（50%) 都与酵母有相对物，故此酿酒酵母可以是一个能认知这些蛋白质的功能互作体的有效工具。 目标是认别及表征功能互作体PARP-1 及 BRAFV600E。

   

• 发展功能测验来表征乳癌相连的变异：通过一个酵母内重组的测验来评估新的错叉变体BRCA1/2的功能影响，这可以提供对癌症的机理及治疗答复的资料。
• 矢量的装配应用在酿酒酵母基因治疗： 基因治疗，也就是代替或加插在有缺陷的基因内一正确的复制品，这是对治疗某些遗传性病症，癌症，及慢性感染症一个重要的许诺。使用病毒矢量来基因治疗有一重要的限制, 就是生产成本。为了减低生产成本，我们在探测在酵母内生产一个基于腺伴随病毒(rAVV)的重组病毒矢量的可行性。

   

黑素瘤的致癌基因组

研究活动始于托斯卡纳癌症学院的核心研究实验室Core Research Laboratory dell’Istituto Toscano Tumori ， AOUP 及CNR/IFC间的协同合作，集中研究黑素瘤，这是最侵袭性的一种皮肤癌症。有意提高如何调节BRAF的功能的认识，BRAF是在黑素瘤里常常会变异的一种致癌基因，并代表这病症的病因之一。

目前在研究BRAF表达的编码及非编码调节器。特别注重的是微RNA（miRNA) 及转录后起作用的内源竞争RNA（ceRNA)。也研究BRAF蛋白质的互作体，以及此蛋白质的激酶活动的编码及非编码效应器。使用多种的模型系统，从体外（黑素瘤细胞系，酿酒酵母）致体内（免疫功能低下的老鼠，转基因斑马鱼及老鼠）。最后的目标是认别新的药品/药理靶标来与目前可有的BRAF 抑制剂合用而提高效果。

也有其它研究线路来认别miRNA, 可以用来预测患转移性黑素瘤病人对靶疗法或免疫疗法的反应及抗力的生物标志。

最后，在体内测验一先进政策，促进有选择性的输送不同性质的药品到黑素瘤细胞内。

寡核苷酸及生物偶联技术

寡核苷酸（DNA或天然或改变的RNA短合成序列）仍分子生物学及生物技术最重要的工具之一，可以用来做探针来认出及相互连接互补核酸或它们会适应的其它生物分子；更可以用为截断或调节基因表达的工具。为此目标，目前主要的研究活动集中在设计，综合及净化寡核苷酸, 通过与RNA（siRNA,核糖体，反义基因）及蛋白质（诱饵，核酸适配体）的互动，可以对细胞功能有特别抑制。在实验室内研究核酸适配体，从一随机化寡核苷酸群众来体外进化，以及生物分子的固定/结合和标记，促进分子成像及特殊靶向分子的目标锁定。

生物分子（蛋白质，缩氨酸，核酸）与药品，荧光团或其它标签，纳米粒或传感器固体表面的结合，是另一种生物技术，促进察觉，成像，甚至治疗效果。更有衍生专技，从有机质层衍生金属或硅表面，及配制用于生物传感器的蛋白质/寡核苷酸的功能膜。实验室的寡核苷酸综合（DNA/RNA综合器）仪器，生物偶联体的净化 (HPLC及其它色谱技术），及检验（毛细管电泳），以及工作人员的化学经验，都是技术上的支持，可以用于进一步的应用及合作活动。

蛋白质组研究 POL

核心活动是转译研究，特别是蛋白质组技术/质谱技术及细胞生物的研究及临床问题。研究目标是能获得对病症的发病及进展有关联的机制的新知识，来认别可能的预后及诊断的生物标志 (生物标志物发现）及给医疗分子靶向（功能蛋白质组）下定义及验证。多年来POL一直专心研究心血管，新陈代谢，癌症及遗传/先天性病症的分子基础，利用细胞及动物模型。

特别是:

• 通过血管平滑肌细胞（VSMCs)的分析，能显示很多与这些细胞的活化有相关的蛋白质，以及这些细胞在动脉粥样硬化斑块的成长及最终可能的分裂的作用
• 进行细胞外基质（ECM）的分析，除了炎性分子的，分泌蛋白或通过微囊泡释放的，打算认别动脉粥样化形成及病症的进展及并发症的各种蛋白质组分的作用。
• 在研究一鼠模型的心脏缺血及肥胖症的线粒体蛋白质组的范围内，分析一肺纤维化的细胞模型内的蛋白质组及成纤维细胞的分泌蛋白质组。
• 研究唾液蛋白质组，目的是获得新的对慢性病症的知识（如慢性粒细胞白血病CLM) 及全身性/炎性疾病（Sjorgren 干燥综合症)。
• 溶酶体贮积症（CLN1, CLN5) 遗传性障碍的研究，与Stella Maris 及 Scuola Normale Superiore合作进行，使用了蛋白质组/脂质组学，利用纳米结构来在细胞内输送药品及酶。

POL 内部有一完整的蛋白质组平台，设有质谱仪及单维二维凝胶电泳及色谱设备：三座质谱仪为实验室最贵重的核心： 5600 Triple TOF, 5500 QTrap 及 4800 MALDI TOF TOF