La bioinformatica a Polaris
17.05.2006
Un Parco scientifico con un centro, il CRS4, per le attività di ricerca e sviluppo sulle tecnologie informatiche, le reti e il calcolo ad alte prestazioni, e con imprese attive nei campi della genetica, farmacologia e biomedicina: questa è la realtà della Sardegna in cui sta sorgendo un centro di servizi per la bioinformatica. La culla ideale per un centro che metterà a disposizione strumenti informatici specializzati per la risoluzione di problemi biologici, per i ricercatori che lavorano su dati genetici e biochimici.
Paolo Zanella, attuale vicepresidente del CRS4, è stato direttore dei Sistemi Informatici del Cern di Ginevra e primo direttore dell'Istituto Europeo di Bioinformatica (EBI), racconta che le origini di questo settore di ricerca in Sardegna risalgono ai primi anni di attività del CRS4: c'erano, tra gli altri, gruppi di ricerca in biologia e chimica computazionale e un piccolo gruppo di bioinformatica. "Dopo il primo triennio - spiega Zanella - fu deciso di orientare il CRS4 su un numero ristretto di linee di ricerca, e la bioinformatica venne abbandonata proprio quando, nel 1994, venni chiamato a dirigere l'European Bioinformatics Centre a Cambridge".
"Nei quattro anni trascorsi all'EBI - continua - mi sono reso conto dell'importanza e della necessità di sviluppare le conoscenze di bioinformatica, indispensabili nelle ricerche in tutte le Bio-Scienze. Ho dovuto anche constatare che, benchè in Europa e in tutto il mondo sorgessero centri di eccellenza in bioinformatica, l'Italia non sembrava riconoscere a questa disciplina l'importanza strategica che meritava. L'idea di lanciare un centro di questo tipo in Italia nacque, dunque, perchè i tempi erano maturi e la Sardegna, proprio in quel periodo, stava creando il Parco Polaris con una forte connotazione biotech. Quando il Parco fu inaugurato, nel 2003, l'idea di un centro di bioinformatica fu accolta con entusiasmo e fui invitato a rientrare al CRS4 per curarne la realizzazione. La spinta decisiva venne dalla giunta regionale del presidente Soru che diede alla bioinformatica un'alta priorità fra le nuove linee strategiche del Parco scientifico e tecnologico della Sardegna".
"A fine anno - conclude Paolo Zanella - dovremmo avere almeno quindici addetti ai lavori e stiamo lavorando al completamento delle strutture di calcolo e delle attrezzature biochimiche e biologiche, che ci permetteranno di essere presto operativi con servizi e applicazioni, a sostegno delle attività di ricerca del Parco e di tutta la Sardegna. Resta ancora molto da fare, ma alla fine la Sardegna si sarà dotata di un importante centro di bioinformatica di livello europeo, capace di attrarre imprese, stimolare nuove ricerche e formare giovani talenti in una delle discipline più utili ed exciting del panorama scientifico contemporaneo".
Bioinformatica
A disposizione un centro servizi
La bioinformatica è una componente essenziale di molti settori della ricerca scientifica, come la genomica funzionale, la biologia molecolare e strutturale, la proteomica, l'ingegneria biochimica, le aree di sviluppo di vaccini e farmaci. Le informazioni che i bioinformatici gestiscono e analizzano sono sequenze di acidi nucleici, di proteine e dati sulle strutture delle molecole. Gli strumenti sviluppati e utilizzati sono i database per l'archiviazione delle informazioni e pacchetti di software per l'analisi matematico-statistica dei dati. Sul web si trovano molti siti da cui accedere a banche dati e strumenti di analisi. Al CRS4 è in fase di ultimazione un portale con un'interfaccia web innovativa, di immediata fruizione, che sarà presto disponibile per i ricercatori di Polaris e della Sardegna. Attraverso il sito sarà possibile richiedere l'installazione di software specifici o la progettazione di soluzioni modellate sulle particolari esigenze degli utenti, grazie a un continuo scambio di informazioni in tempo reale.
Dalla bioinformatica i servizi per una migliore comprensione dei dati biologici
Tra i servizi messi a punto dal gruppo di bioinfomatica, quelli di maggior diffusione ed utilizzo sono gli strumenti di sequence alignment, ovvero software che permettono di comparare una o più sequenze (geni o proteine) in fase di studio, con tutte le sequenze ad oggi note. Uno degli strumenti più utilizzati nelle rapide ricerche in banche dati proteiche e nucleotidiche è certamente BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), anch'esso prossimamente disponibile via web come servizio del CRS4.
In un tipico caso di utilizzo di BLAST, un ricercatore in possesso di una sequenza proteica da analizzare, può confrontarla con le proteine contenute in una serie di banche dati, tra le quali ad esempio PDB (Protein Data Bank). In particolare, ad oggi PDB è una collezione di 36247 molecole proteiche la cui struttura tridimensionale è stata prima risolta con metodiche sperimentali, quali cristallografia o risonanza magnetica nucleare, e successivamente registrata nella base di dati sotto forma di coordinate tridimensionali di tutti gli atomi che la compongono (corredate da altre utili informazioni). La comparazione con simili dati può fornire importanti suggerimenti di tipo evoluzionistico, strutturale e funzionale sulla sequenza di partenza.
Giuliana Brunetti, Matteo Floris
Ricercatori CRS4
Biografia
Matteo Floris
Laureato in chimica e tecnologie farmaceutiche presso l'Università di Padova, con una tesi sulla chemoinformatica. Ha frequentato un master in bioinformatica con borsa di studio presso il CUBIC Bioinformatics Centre dell'Università di Colonia in Germania. Ha sviluppato parte della libreria java open source CDK, utilizzata in applicazioni chemo- e bioinformatiche. Ha collaborato con l'Università di Padova e attualmente è collaboratore del gruppo di bioinformatica del CRS4 di Polaris.
Giuliana Brunetti
Laureata in scienze biologiche presso l'Università di Cagliari con una tesi in farmacologia. Dal 2000 al 2002 ha svolto attività di ricerca nel laboratorio di alcologia della società Neuroscienze di Cagliari. Nel 2003 ha frequentato un corso di divulgazione scientifica presso la scuola di formazione "Il rasoio di Occam" di Torino e in seguito ha svolto esperienze in questo campo presso la redazione cronaca italiana dell'ANSA di Roma, il Comitato Telethon Fondazione Onlus e la Fondazione Adriano Buzzati-Traverso nell'ambito del progetto "un camper per la scienza". Attualmente collabora con il gruppo di bioinformatica del CRS4.
Paolo Zanella, attuale vicepresidente del CRS4, è stato direttore dei Sistemi Informatici del Cern di Ginevra e primo direttore dell'Istituto Europeo di Bioinformatica (EBI), racconta che le origini di questo settore di ricerca in Sardegna risalgono ai primi anni di attività del CRS4: c'erano, tra gli altri, gruppi di ricerca in biologia e chimica computazionale e un piccolo gruppo di bioinformatica. "Dopo il primo triennio - spiega Zanella - fu deciso di orientare il CRS4 su un numero ristretto di linee di ricerca, e la bioinformatica venne abbandonata proprio quando, nel 1994, venni chiamato a dirigere l'European Bioinformatics Centre a Cambridge".
"Nei quattro anni trascorsi all'EBI - continua - mi sono reso conto dell'importanza e della necessità di sviluppare le conoscenze di bioinformatica, indispensabili nelle ricerche in tutte le Bio-Scienze. Ho dovuto anche constatare che, benchè in Europa e in tutto il mondo sorgessero centri di eccellenza in bioinformatica, l'Italia non sembrava riconoscere a questa disciplina l'importanza strategica che meritava. L'idea di lanciare un centro di questo tipo in Italia nacque, dunque, perchè i tempi erano maturi e la Sardegna, proprio in quel periodo, stava creando il Parco Polaris con una forte connotazione biotech. Quando il Parco fu inaugurato, nel 2003, l'idea di un centro di bioinformatica fu accolta con entusiasmo e fui invitato a rientrare al CRS4 per curarne la realizzazione. La spinta decisiva venne dalla giunta regionale del presidente Soru che diede alla bioinformatica un'alta priorità fra le nuove linee strategiche del Parco scientifico e tecnologico della Sardegna".
"A fine anno - conclude Paolo Zanella - dovremmo avere almeno quindici addetti ai lavori e stiamo lavorando al completamento delle strutture di calcolo e delle attrezzature biochimiche e biologiche, che ci permetteranno di essere presto operativi con servizi e applicazioni, a sostegno delle attività di ricerca del Parco e di tutta la Sardegna. Resta ancora molto da fare, ma alla fine la Sardegna si sarà dotata di un importante centro di bioinformatica di livello europeo, capace di attrarre imprese, stimolare nuove ricerche e formare giovani talenti in una delle discipline più utili ed exciting del panorama scientifico contemporaneo".
Bioinformatica
A disposizione un centro servizi
La bioinformatica è una componente essenziale di molti settori della ricerca scientifica, come la genomica funzionale, la biologia molecolare e strutturale, la proteomica, l'ingegneria biochimica, le aree di sviluppo di vaccini e farmaci. Le informazioni che i bioinformatici gestiscono e analizzano sono sequenze di acidi nucleici, di proteine e dati sulle strutture delle molecole. Gli strumenti sviluppati e utilizzati sono i database per l'archiviazione delle informazioni e pacchetti di software per l'analisi matematico-statistica dei dati. Sul web si trovano molti siti da cui accedere a banche dati e strumenti di analisi. Al CRS4 è in fase di ultimazione un portale con un'interfaccia web innovativa, di immediata fruizione, che sarà presto disponibile per i ricercatori di Polaris e della Sardegna. Attraverso il sito sarà possibile richiedere l'installazione di software specifici o la progettazione di soluzioni modellate sulle particolari esigenze degli utenti, grazie a un continuo scambio di informazioni in tempo reale.
Dalla bioinformatica i servizi per una migliore comprensione dei dati biologici
Tra i servizi messi a punto dal gruppo di bioinfomatica, quelli di maggior diffusione ed utilizzo sono gli strumenti di sequence alignment, ovvero software che permettono di comparare una o più sequenze (geni o proteine) in fase di studio, con tutte le sequenze ad oggi note. Uno degli strumenti più utilizzati nelle rapide ricerche in banche dati proteiche e nucleotidiche è certamente BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), anch'esso prossimamente disponibile via web come servizio del CRS4.
In un tipico caso di utilizzo di BLAST, un ricercatore in possesso di una sequenza proteica da analizzare, può confrontarla con le proteine contenute in una serie di banche dati, tra le quali ad esempio PDB (Protein Data Bank). In particolare, ad oggi PDB è una collezione di 36247 molecole proteiche la cui struttura tridimensionale è stata prima risolta con metodiche sperimentali, quali cristallografia o risonanza magnetica nucleare, e successivamente registrata nella base di dati sotto forma di coordinate tridimensionali di tutti gli atomi che la compongono (corredate da altre utili informazioni). La comparazione con simili dati può fornire importanti suggerimenti di tipo evoluzionistico, strutturale e funzionale sulla sequenza di partenza.
Giuliana Brunetti, Matteo Floris
Ricercatori CRS4
Biografia
Matteo Floris
Laureato in chimica e tecnologie farmaceutiche presso l'Università di Padova, con una tesi sulla chemoinformatica. Ha frequentato un master in bioinformatica con borsa di studio presso il CUBIC Bioinformatics Centre dell'Università di Colonia in Germania. Ha sviluppato parte della libreria java open source CDK, utilizzata in applicazioni chemo- e bioinformatiche. Ha collaborato con l'Università di Padova e attualmente è collaboratore del gruppo di bioinformatica del CRS4 di Polaris.
Giuliana Brunetti
Laureata in scienze biologiche presso l'Università di Cagliari con una tesi in farmacologia. Dal 2000 al 2002 ha svolto attività di ricerca nel laboratorio di alcologia della società Neuroscienze di Cagliari. Nel 2003 ha frequentato un corso di divulgazione scientifica presso la scuola di formazione "Il rasoio di Occam" di Torino e in seguito ha svolto esperienze in questo campo presso la redazione cronaca italiana dell'ANSA di Roma, il Comitato Telethon Fondazione Onlus e la Fondazione Adriano Buzzati-Traverso nell'ambito del progetto "un camper per la scienza". Attualmente collabora con il gruppo di bioinformatica del CRS4.
