Laboratorio di Biologia Genomica

Il Laboratorio di Biologia Genomica supporta attività di ricerca e didattica che si avvalgono dell’utilizzo di approcci genomici, trascrittomici e computazionali per studiare i processi evolutivi e dello sviluppo che generano la diversità biologica a differenti livelli di complessità, dai network di regolazione genica, ai tipi cellulari fino alle popolazioni e alle specie. 

Le attività di ricerca comprendono lo studio della diversità genomica delle popolazioni umane e delle basi genetiche del loro adattamento a differenti contesti ambientali e socio-culturali con lo scopo di ricostruirne la storia evolutiva e comprendere come questa abbia contribuito a modularne anche la suscettibilità alle patologie, rendendole più o meno esposte ai rischi per la salute connessi ai cambiamenti globali. 

Il laboratorio studia inoltre l’evoluzione e lo sviluppo dei tipi cellulari e dei programmi genetici che ne controllano la formazione, con particolare attenzione all’origine e alla diversificazione dei neuroni. Queste ricerche integrano genomica comparata, trascrittomica e genomica a singola cellula, genomica funzionale, biologia evolutiva dello sviluppo e modellistica computazionale in organismi modello e non modello. 

Nel loro insieme, le linee di ricerca supportate dal laboratorio utilizzano l’indagine dei pattern di variazione genomica - tra cellule, individui, popolazioni e specie - per comprendere come evoluzione, sviluppo e ambiente contribuiscano in maniera interconnessa a plasmare la diversità dei sistemi biologici.

Strumentazione a disposizione del laboratorio

Oltre all’equipaggiamento di base (es. frigoriferi, congelatori, vortex, micropipettatori, ecc.) il Centro di Biologia Genomica è equipaggiato con le seguenti strumentazioni:StepOnePlus Real-Time PCR System (Life Technologies) 

• Agilent 2100 Bioanalyzer (Agilent Technologies) 
• Fluorimetro Qubit® 3.0 (Thermo Fisher Scientific) 
• GENEAMP 2720 Thermal Cycler (Thermo Fisher Scientific) 
• E-Gel SizeSelect (Thermo Fisher Scientific) 
• Centrifuga refrigerata per piastre (Eppendorf) 
• Microcentrifuga 5418 (Eppendorf) 
• Strumentazione per elettroforesi su gel POWERPAC 300 (BioRad) 
• Bagnetto termostatato 
• Transilluminatore (Vilber Lourmat) 
• Centrifuga Compact (VWR) 
• Sonicatore 40 kHz 
• DYNAMAG-2 magnetic rack (Thermo Fisher Scientific) 
• 2 server (Dell) + 2 dischi su NAS (QNAP) per un totale di 80 processori, 500 GB di RAM e 38 TB di spazio disco 

Attività didattica, di formazione e di ricerca

Il laboratorio offre le proprie risorse a supporto di: 

• esercitazioni nell’ambito di insegnamenti del Corso di Studi in Biodiversità ed Evoluzione (LM) e delle attività del Piano Lauree Scientifiche (PLS); 

• svolgimento di tirocini formativi e preparazione di tesi di laurea negli ambiti della genomica delle popolazioni, della genomica comparata, dell’evoluzione molecolare, della biologia evolutiva dello sviluppo e della genomica a singola cellula da parte di studenti dei Corsi di Studio in Scienze Biologiche (L), Biology of Human and Environmental Health (L), Scienze Naturali (L), Biodiversità ed Evoluzione (LM), Scienze e Gestione della Natura (LM) e di studenti impegnati in programmi ERASMUS; 

• formazione nell’analisi di dati genomici, trascrittomici, single-cell e multiomici e sviluppo di progetti di ricerca da parte di studenti del Dottorato in Scienze della Terra, della Vita e dell’Ambiente, borsisti e ricercatori post-doc; 

• sviluppo e applicazione di metodi sperimentali e computazionali per lo studio di organismi modello e non modello; 

• sviluppo di progetti di ricerca nell’ambito delle attività del Centro Interdipartimentale Alma Mater Research Institute on Global Challenges and Climate Change; 
• collaborazioni nazionali e internazionali nei campi della genomica evolutiva, della genomica umana e della biomedicina. 
• purificazione e quantificazione di DNA e RNA; 
• preparazione di librerie molecolari per il sequenziamento di genomi, esomi e trascrittomi; 
• genomica e trascrittomica a singola cellula, single-nucleus e multiomica; 
• genomica comparata, filogenomica ed evoluzione molecolare; 
• analisi bioinformatica, modellistica computazionale e integrazione di dati multiomici; 
• genomica funzionale e analisi dei network di regolazione genica. 

Servizi e consulenza

Alcuni strumenti del laboratorio vengono utilizzati in regime di collaborazione da svariati gruppi di ricerca dei dipartimenti BiGeA, FaBiT, DIMES e del Policlinico S. Orsola.