Laboratorio dell' Istituto di Biologia e Patologia molecolari
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)
Laboratorio dell' Istituto di Biologia e Patologia molecolari del CNR -Roma
Referente: Giovanna Costanzo
Il nostro gruppo di ricerca è coinvolto nel progetto nazionale ASI "Vita nello Spazio - origine, presenza e persistenza della vita nello spazio, dalle molecole agli estremofili". Nell’ambito di questo progetto stiamo investigando i processi di generazione spontanea (in assenza di qualsiasi reazione enzimatica) di materiale genetico, soprattutto RNA, sia in condizioni terrestri che spaziali.
E’ prevista la sintesi di polimeri informazionali a struttura ribonucleica complessa a partire da precursori prodotti per sintesi prebiotica. La finalità è l’analisi delle proprietà di auto-polimerizzazione dei materiali ottenuti da biosintesi prebiotiche. La determinazione delle proprietà autocatalitiche delle molecole ottenute potrà essere utile per studi evolutivi, per ricostruire sistemi protocellulari e per programmare per un possibile sviluppo di biomolecole in condizioni spaziali.
In particolare stiamo studiando:
l'interazione di RNA a sequenza complessa con reagenti prebiotici attivanti e alchilanti
l' interazione dell' RNA auto-polimerizzato con amminoacidi
la ricostruzione di sistemi di sintesi peptidica in condizioni prebiotiche
l'interazione dei componenti delle sintesi di RNA e di proteine all’interno di vescicole prebiotiche
la costruzione di modelli di protocellule in laboratorio a terra e su ISS.
Oltre che alla ricostruzione della origine di materiali biogenici, lo studio è programmato allo sviluppo di biomolecole in condizioni spaziali e di processi innovativi di chimica farmacologica ed industriale. Le sintesi non-enzimatiche di RNA catalitici hanno un grande potenziale di brevettabilità e di applicazioni biotecnologiche. Verrà curata la predisposizione di metodi analitici per la ricerca delle molecole sintetizzate eventualmente presenti nello spazio e/o in corpi spaziali e la compilazione di una Banca Dati specifica, oltre alla compilazione di una Banca Dati critica mirata a fornire indicazioni di Biomarkers macromolecolari per Life Detection in ambienti non-terrestri.
Our research group is involved in the ASI national project "Life in Space - origin, presence and persistence of life in space, from molecules to extremophiles". Within this project we are investigating the processes of spontaneous generation (in the absence of any enzymatic reaction) of genetic material, especially RNA, both in terrestrial and space conditions.
The synthesis of informational polymers with a complex ribonucleic structure starting from precursors produced by prebiotic synthesis is foreseen. The aim is the analysis of the self-polymerization properties of materials obtained from prebiotic biosynthesis. The determination of the autocatalytic properties of the molecules obtained will be useful for evolutionary studies, for reconstructing protocellular systems and for planning for a possible development of biomolecules in spatial conditions.
In particular we are studying:
the interaction of complex sequence RNA with activating and alkylating prebiotic reagents
the interaction of self-polymerized RNA with amino acids
the reconstruction of systems of peptide synthesis in prebiotic conditions
the interaction of components of RNA and protein synthesis within prebiotic vesicles
the construction of protocell models in the ground laboratory and on the ISS.
In addition to the reconstruction of the origin of biogenic materials, the study is programmed for the development of biomolecules in spatial conditions and innovative processes of pharmacological and industrial chemistry. Non-enzymatic syntheses of catalytic RNAs have great potential for patentability and biotechnological applications. The preparation of analytical methods for the search for synthesized molecules possibly present in space and/or in spatial bodies and the compilation of a specific database will be taken care of, as well as the compilation of a critical database aimed at providing indications of macromolecular biomarkers for life detection in non-terrestrial environments.