• FACILITY DI BIOCRISTALLOGRAFIA

    PRESSO
    ISTITUTO DI BIOLOGIA E PATOLOGIA MOLECOLARI DEL CNR
    E
    DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOCHIMICHE DE “LA SAPIENZA”.

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SCOPO DELLA BIOCRYSTAL FACILITY

L’importanza della biologia strutturale

La biologia strutturale è un ambito di ricerca multidisciplinare, che combina biofisica, biochimica, biologia molecolare e bioinformatica con fondamentali applicazioni in ambito biomedico e biotecnologico.

Cristallografia di macromolecole: una tecnica fondamentale

La cristallografia di macromolecole è una tecnica fondamentale nel campo della biologia strutturale. I progressi nello sviluppo delle fonti di radiazione di sincrotrone, nei campi dell’espressione di proteine ricombinanti e dell’automazione per la crescita di cristalli di proteine hanno reso questa tecnica più accessibile ai biologi molecolari.

Sfide e opportunità per i ricercatori italiani

Nonostante questi progressi, i ricercatori italiani non sfruttano appieno l’accesso a queste tecnologie e alle grandi strutture internazionali. Ciò è particolarmente preoccupante alla luce dei futuri programmi europei che enfatizzano le infrastrutture di ricerca su larga scala.

Colmare il divario: la “Biocrystal Facility”

Per colmare questa lacuna, la Biocrystal Facility collega i ricercatori italiani con grandi strutture internazionali, aumentando la possibilità di accesso a queste risorse. La struttura assiste gli utenti durante tutto il processo di determinazione della struttura: dalla selezione dei costrutti e produzione delle proteine alla cristallizzazione, raccolta dati e analisi.

Rete ITACA.SB e Instruct Eric

Da novembre 2022 la Biocrystal Facility fa parte della rete ITACA.SB che mira a rafforzare la capacità italiana di servizi di biologia strutturale nell’ambito del progetto “Potentiating the ITAlian CApacity for Structural Biology Services in Instruct Eric (ITACA.SB)“, finanziato dall’Unione Europea NextGenerationEU. Instruct Eric è un’iniziativa paneuropea che fornisce ai ricercatori di tutto il mondo l’accesso a tecniche e servizi all’avanguardia di biologia strutturale.

La Biocrystal Facility: una risorsa per i ricercatori italiani e internazionali

La Biocrystal Facility, nata dalla collaborazione tra la Sapienza Università di Roma e l’Istituto di Biologia e Patologia Molecolare del Consiglio Nazionale delle Ricerche, offre a ricercatori italiani e internazionali l’accesso alla produzione di cristalli e alla determinazione della struttura delle macromolecole biologiche.

RISORSE

Attrezzature all’avanguardia

Grazie ai finanziamenti del Equipment Grant 2020 dell’Università La Sapienza di Roma e della rete ITACA.SB, la Biocrystal Facility vanta apparecchiature all’avanguardia per la cristallizzazione ad alto rendimento sia di proteine ricombinanti solubili che di membrana.

  • Robot di cristallizzazione Oryx4 (Douglas Instruments UK) con un modulo LCP per la cristallizzazione delle proteine (sitting/hanging drops), microbatch screening, ottimizzazione e microseeding.
  • Robot di cristallizzazione Oryx8 (Douglas Instruments UK) con un modulo LCP per la cristallizzazione delle proteine (sitting/hanging drops), microseeding e ottimizzazione multivariata (composito centrale e box-behnken).
  • Sistema “liquid handler” Eppendorf epmotion 96 per un pipettaggio semiautomatico preciso.
  • Due stereomicroscopi Zeiss SteREO Discovery V20 KMAT che offrono ingrandimenti fino a 96,5x e 150x. Le sorgenti luminose a LED forniscono illuminazione in campo chiaro, campo scuro e obliquo. I microscopi possono essere utilizzati con lenti di polarizzazione per identificare i cristalli mediante birifrangenza. Un microscopio è dotato di una fotocamera Axiocam208 a colori (risoluzione 4K, 30 fps, 8,3 megapixel) per catturare immagini e video.
  • Thermofisher Scientific NanoDrop One per la determinazione rapida della concentrazione proteica utilizzando piccoli volumi.
  • Armadi a temperatura controllata a 21°C, 4°C e 37°C con motori antivibranti.
  • Tester della temperatura della condizione di cristallizzazione TG40 (Centeo) per testare simultaneamente 5 diverse temperature (da 2°C a 60°C) in un minischermo da 40 pozzetti.
  • Screens di cristallizzazione commerciali:

o Hampton Research: Index, Crystal Screen e Stock Option

o Qiagen: AmSo4, ProComplex, MPD, JCSG Core III e IV, Nucleix

o Molecular Dimensions: Proplex, LMB, Morpheus e MPD

o Jena Biosciences: Wizard, JCSG++, PACT++, LCP

  • Prossimamente disponibile: XtalLight 100 (Xtal Concepts) per distinguere cristalli proteici da cristalli di sale utilizzando la fluorescenza intrinseca del triptofano.

Accesso alla Beamline

Oltre alle sue apparecchiature interne, la Biocrystal Facility offre l’accesso alle beamlines presso l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) a Grenoble, in Francia, e ELETTRA Sincrotrone Trieste in Italia.

PROCEDURE DI ACCESSO

L’attuale capacità del personale limita il numero di richieste esterne che possono essere soddisfatte. Per presentare una richiesta di accesso utilizzare il seguente link: https://www.cerm.unifi.it/instruct-it/submit-a-proposal

Clicca su Instruct Italia request Access

Select centers → Access to Biocrystal Facility → High Throughput crystallization or Crystals Optimization

Valutazione della proposta

Il Consiglio Scientifico, composto da Andrea Ilari (responsabile unità ITACA.SB), Adele Di Matteo (esperta di cristallizzazione) e Cécile Exertier (responsabile tecnico), valuterà la fattibilità delle proposte presentate.

RINGRAZIAMENTI

Si prega di ringraziare la Biocrystal Facility come segue:

Gli autori ringraziano la Biocrystal Facility e il sostegno del progetto ‘Potenziare la capacità italiana di servizi di biologia strutturale in Instruct Eric (ITACA.SB)’ (Progetto n. IR0000009) nell’ambito del bando MUR 3264/2021 PNRR M4/C2/L3 .1.1, finanziato dall’Unione Europea NextGenerationEU

Diffusione

La Biocrystal Facility diffonde attivamente la conoscenza relativa alla biocristallografia e ai suoi servizi. Ciò include presentazioni a convegni del CNR, informazioni sul sito web del CNR, comunicazioni mirate agli utenti potenzialmente interessati e corsi che mettono in luce le potenzialità della biocristallografia per specifici progetti di ricerca.

PERSONE

Un Comitato Scientifico verifica la congruità delle proposte presentate dagli utenti. Esso è composto da un biologo strutturale, da un biologo molecolare e dal Responsabile del Servizio.

Personale
Le attività sono condotte dalle seguenti unità di personale strutturato, coordinato dal Dottor Andrea Ilari.

Dott.
ANDREA ILARI

CNR – IBPM

Prof.ssa
BEATRICE VALLONE

Sapienza UniRoma e CNR-IBPM

Dott.ssa
CARMELINDA SAVINO

CNR – IBPM

Dott.ssa
ADELE DI MATTEO

CNR – IBPM

Dott.
GIANNI COLOTTI

CNR – IBPM

Giorgio Giardina Sapienza UniRoma

Prof.
GIORGIO GIARDINA

Sapienza UniRoma

Annarita Fiorillo Sapienza UniRoma

Prof.ssa
ANNARITA FIORILLO

Sapienza UniRoma

Linda Celeste Montemiglio Sapienza UniRoma

Dott.ssa
LINDA CELESTE MONTEMIGLIO

CNR-IBPM

Dott.ssa
CECILE EXERTIER

CNR-IBPM

Dott.ssa
FRANCESCA TROILO

CNR-IBPM

Dott.ssa
VERONICA MOREA

CNR – IBPM

ARTICOLAZIONE DEI SERVIZI

L’articolazione del Servizio proposto si basa su un’attività di consulenza pratica e teorica nelle fasi critiche fondamentali di progetti di biologia strutturale, e di disseminazione e training.
  1. Inquadramento del progetto biomedico o biotecnologico nell’ambito della biologia strutturale: definizione delle finalità e delle questioni puntuali.
  2. Consulenza nella produzione e purificazione di proteine.
  3. Prove di cristallizzazione robotizzate, loro analisi ed ottimizzazione in una prima fase presso il servizio, successivamente presso centri Instruct attualmente non ancora aperti all’utenza esterna.
  4. Raccolte dati di diffrazione di raggi-X presso sorgenti di luce di sincrotrone (ESRF).
  5. Determinazione della struttura tridimensionale e sua analisi (in collaborazione scientifica).
  6. Assistenza e formazione di personale, in collaborazione con ESRF e con i gruppi di biologia molecolare, per la determinazione ed analisi della struttura tridimensionale di proteine e loro complessi funzionali.

Modalità di accesso

L’accesso è semplice e informale, diviso in due fasi. La prima prevede un contatto diretto a scopo orientativo con uno dei membri senior del Servizio (via email, telefono, o skype). Nella seconda il modulo compilato dall'utente con una sintetica descrizione del progetto è valutato del Comitato Scientifico. I progetti accettati seguono l’iter descritto nella pagina ARTICOLAZIONE DEL SERVIZIO" Ad ogni utente verrà assegnato un responsabile scientifico che si occuperà di redigere lo studio di fattibilità e di coordinare le operazioni di cristallizzazione e di raccolta dati. La Facility interagirà con gli utenti mediante una pagina personale sul sito web, in cui saranno disponibili materiali relativi al singolo progetto, quali risultati dell'analisi bioinformatica, immagini di prove di cristallizzazione, dati di diffrazione e risultati di eventuali analisi di stabilità e monodispersione dei campioni proteici. Si privilegerà la modalità di videoconferenza per periodici aggiornamenti sull’andamento di ciascun processo di cristallizzazione.

Utenza ed Interazioni

Sono favorite le interazioni con altri Progetti del CNR, inclusi PON e POR e l’accesso di gruppi provenienti dall’Università “La Sapienza”. Sono considerati anche progetti di altri Atenei e soggetti “no profit”, con la partecipazione alle spese di gestione. L’accesso a pagamento per altri tipi di utenza necessita di accordi specifici, anche relativamente all’accesso a facilities di sincrotrone (ESRF).

Valutazione Periodica

Il funzionamento e le caratteristiche di uso del Servizio sono esaminati annualmente dal Comitato Scientifico che stila un report da sottomettere al Dipartimento di Scienze Biochimiche della “Sapienza” ed agli organi competenti del CNR per valutare la necessità di continuare ed eventualmente di potenziare la Facility.

CONTATTI

Inviaci email

Questo modulo di contatto è disattivato perché l’utente ha rifiutato di accettare il servizio Google reCaptcha, necessario per convalidare i messaggi inviati dal modulo.

How to reach us

The Department is located in the main campus of the University.
The main entrance of the University is in P.le Aldo Moro, 5 however the secondary entrance on Viale Regina Elena, 332 is closer to the Department.

By Train
The Department is about 1.5 Km from the main railway station (Termini). From there, you can either take a taxi (please use only official white taxis) or take the metro line B direction Rebibbia, exit at Policlinico Station (2nd stop) and walk for 500m to the Department. If you like, you can also walk here.

Fiumicino Airport
Take the fast train Leonardo Express to Termini. It leaves every 30 mins (at :07 and :37) starting from 6:37 until 23:37. The ticket costs 14.00 Euro one way.

Ciampino Airport
There are two bus services to Termini: Terravision and SITBus. Tickets cost 8 Eur one way and Eur 12.50 return (there are cheaper options if you buy them on the web). The bus leaves in connection with incoming flights and the ticket boot is in front of the Arrival gate. Depending on traffic, it might take between 30 and 50 mins.
You can also take a taxi. During the day the cost should be around 35-45 Euro, depending on traffic. Please only use official white taxis.