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- \title{Master Thesis}
- \author{Lorenzo Zolfanelli}
- \date{April 2020}
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- \chapter*{Abstract}
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- Alcuni meccanismi fondamentali per la comprensione del funzionamento
- dei tessuti e degli organismi multicellulari sono ancora largamente
- incompresi. In particolare la meccanotrasduzione, ovvero la
- traduzione di stimoli e sollecitazioni meccaniche in segnali
- biochimici, è un fenomeno di fondamentale importanza per molte
- funzioni critiche degli organismi viventi, come quelle responabili
- dell'organizzazione e dell'equlibrio dei tessuti cellulari. La
- meccanotrasduzione ha origine dall'interazione tra due o più proteine
- che, modificando in base alle sollecitazioni esterne le proprie
- caratteristiche conformazionali, possono modulare loro attività in
- funzione dell'ambiente meccanico circostante. In questo lavoro di tesi
- viene proposto l'utilizzo di tecniche laser avanzate per la
- caratterizzazione di questi meccanismi di interazione. Viene descritta
- la realizzazione di un apparato sperimentale adatto a misurare e
- quantificare la cinetica di legame tra le proteine coinvolte al
- variare della forza applicata su esse. Per questo scopo viene
- implementato un sistema in grado di applicare una forza controllata
- con estreme precisione su singole molecole biologiche, sfruttando le
- proprietà dell'interazione tra radiazione-materia e in particolare la
- possibilità di intrappolare otticamente microsfere dielettriche usando
- un fascio gaussiano altamente focalizzato. Un elemento di particolare
- novità che caratterizza l'apparato realizzato è la combinazione di
- tecniche di spettroscopia di forza con tecniche di imaging di singola
- molecola: in questo modo viene proposto un metodo per analizzare
- contemporeanamente l'interazione di più di due proteine per volta - ad
- esempio osservando la presenza di eventuali altri co-fattori legati e
- misurando come essi possano modificare l'interazione studiata.
- Utilizzando fasci di luce inclinati o l'onda evanescente prodotta in
- caso di riflessione interna totale è possibile rivelare co-fattori
- marcati con sonde fluorescente in prossimità delle proteine
- studiate. Correlando temporalmente le informazioni sulla
- localizzazione dei co-fattori con le cinetiche di interazione
- acquisite a forza costante è possibile andare a caratterizzare più
- completamente meccanismi di meccanotrasduzione come quelli
- responsabili dell'adesione tra le cellule nei tessuti degli orgaanismi
- viventi, in un'ambientazione estremamente controllata dove il tipo
- e il numero di elementi interagenti è esattamente determinato.
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