From 0ed64b730d5571df193a5c022c70e6c3932950a3 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "lorenzo.zolfanelli93" Date: Mon, 10 Aug 2020 02:15:18 +0000 Subject: [PATCH] Update on Overleaf. --- chapters/1-introduction.tex | 73 ++++++++++++++++++++++++++----------- 1 file changed, 52 insertions(+), 21 deletions(-) diff --git a/chapters/1-introduction.tex b/chapters/1-introduction.tex index a6c4eec..18a4ce3 100644 --- a/chapters/1-introduction.tex +++ b/chapters/1-introduction.tex @@ -33,31 +33,62 @@ modificata e modulata dalle sollecitazioni meccaniche esterne, permettendo alle giunzioni di comportarsi come \emph{trasduttori} di segnali meccanici. -Per osservare e descrivere quantitativamente questi effetti di -\emph{meccano-trasduzione} una strada molto promettente è -rappresentata dalla manipolazione in vitro di singole molecole -utilizzando pinzette ottiche. +Diversi metodi sono stati proposti e realizzati sperimentalmente +per osservare l'attività di meccano-trasduzione nei sistemi +biologici \cite{??}, sfruttando tecniche sia \textit{in vivo} che +\textit{in vitro}, osservando sia gli effetti macroscopici che +le interazioni tra singole molecole. +Nonostante ciò, per quanto riguarda le giunzioni cellulari, siamo +ancora lontani da una descrizione soddisfacente, sia da un punto +di vista qualitativo che quantitativo, dei meccanismi e delle +interazioni coinvolte. + +Raggiungere una migliore comprensione riguardo al ruolo e al +funzionamento della meccano-trasduzione nelle giunzioni cellulari +rappresenta un terreno fertile e un forte stimolo per la ricerca +di base interdisciplinare, spingendo scienziati con formazioni diverse +ad unire le loro competenze e sviluppare tecniche complementari, in +modo da acquisire una visione sempre più globale su fenomeni +estremamente complessi, che coinvolgono simultaneamente processi +meccanici, termodinamici e biochimici. + +Lo scopo di questo lavoro di tesi è, sviluppare, in gran parte +\textit{ex-novo}, un apparato sperimentale per lo studio della +meccano-trasduzione in contesti complessi come quello delle giunzioni +cellulari, basato sulla manipolazione ottica di due proteine interagenti +e il \textit{tracking} simultaneo, tramite microscopia di fluorescenza, +di altre singole biomolecole nei pressi del sito di interazione. + +La manipolazione tramite pinzette ottiche rappresenta infatti una +strada molto promettente per lo studio, anche quantitativo, di +effetti meccano-biologici, grazie alla possibilità di ottenere una +precisione di posizionamento nanometrica e di applicare alle molecole +un ampio intervallo di forze nell'ordine dei piconewton e dei +femtonewton. Le pinzette ottiche permettono di sondare il comportamento di -complessi proteici sottoponendo le singole molecole a stimoli +complessi proteici sottoponendo due molecole interagenti a stress meccanici controllati e andando ad osservare come la dinamica delle interazioni dipenda dalle forze esterne. -La teoria alla base del loro funzionamento è -introdotta nella sezione \ref{sec:ot}. - -Per indagare la dinamica delle interazioni tra due macromolecole -(proteine ad esempio) soggette a stimoli meccanici è possibile -eseguire esperimenti di \emph{spettroscopia di forza}, in cui si va -ad osservare il comportamento delle molecole applicandovi forze -di trazione o torsione dall'esterno. -La spettroscopia di forza può essere realizzata sperimentalmente -con diverse tecniche, tra le quali la microscopia a forza atomica e -le pinzette ottiche. - -Quando la dinamica delle interazioni studiate cambia molto -rapidamente, come nel caso di affinità deboli o rapidi cambiamenti -conformazionali, è necessario sviluppare metodi che abbiano tempi -di risposta molto brevi, sotto il millisecondo. + +Questo tipo di esperimenti si riconduce alle \emph{spettroscopie di forza}, +che in generale vengono realizzate utilizzando diverse tecniche, come +la microscopia a forza atomica, le onde acustiche o le pinzette ottiche. +I brevissimi tempi di risposta ottenibili utilizzando queste ultime, inferiori +al millisecondo, hanno fatto si che le pinzette ottiche fossero applicate +con successo allo studio di sistemi interagenti con affinità molto deboli +o rapide modifiche conformazionali, come i motori molecolari \cite{??}. + +L'apparato sperimentale descritto in questo lavoro consiste sostanzialmente +in una ricostruzione di quello utilizzato in \cite{??} per lo studio dei motori +molecolari per quanto riguarda la componente di spettroscopia di forza, integrato +con un sistema di microscopia di fluorescenza che consenta di osservare +simultaneamente la dinamica di singole molecole opp + + + + + Un sistema con queste caratteristiche è stato sviluppato in \cite{}, utilizzando due pinzette ottiche la cui posizione può essere