RICERCA ITALIANA     

LABORATORIO NAZIONALE SULLE NANOTECNOLOGIE PER GENOMICA E POSTGENOMICA (NG-Lab)

Istituto Nazionale di Fisica della Materia (INFM) - incorporato nel Cnr

Abstract

Il progetto propone la costituzione di una infrastruttura nazionale denominata Laboratorio Nazionale per le Nanotecnologie applicate a Genomica e Postgenomica (NG-Lab), a Lecce.

Il nucleo di NG-Lab e' rappresentato dal gruppo di ricerca publico/privato gia' costituito a Lecce fra la divisione di Bionanotecnologia del Laboratorio Nazionale di Nanotecnologia (NNL) e il Gruppo Applicativo della Divisione di Microfluidica di STMicroelectronics (AG-STM). NG-Lab si basa sulla infrastruttura tecnologica di NNL a Lecce, che include 400 mq di camere pulite, laboratori di biologia, chimica, scanning probe e nanofabbricazione, sul team misto di NNL e AG-STM, e su una rete di partners pubblici di altissimo profilo, con background interdisciplinare (il laboratorio di Nanoscienze della Scuola Normale Superiore di Pisa e l'Istituto di Tecnologie Biomolecolari del CNR di Milano) e su una grande industria farmaceutica quale Aventis-Bulk di Brindisi.

La strategia di NG-Lab e' basata sullo sviluppo di 5 piattaforme tecnologiche:

a) nanofabricazione
b) microfluidica
c) immobilizzazione
d) rilevazione (detection)
e) biologia molecolare

che da un lato devono permettere il raggiungimento di risultati applicativi di breve e medio termine (3 anni) ispirati prevalentemente dai partner industriali, e, dall'altro, devono aprire la strada a obiettivi di ricerca piu' esplorativa e di lungo termine (5 o piu' anni) guidati prevalentemente dai partner pubblici.

Nel breve termine sono state identificate le seguenti milestones:

Anno 1-M1: raggiungimento della piena operativita' di NG-Lab
Anno 2-M2: prototipo di lab-on-chip completamente integrato per applicazioni diagnostiche al point of care (AG-STM)
Anno 3-M3: applicazioni di lab-on-chip all'analisi di ceppi produttori di antibiotici (Aventis-Bulk)

Per quanto riguarda gli obiettivi di lungo termine, sono state identificate due linee principali per gli studi esplorativi di NG-Lab:

Anno 4-M4: sviluppo di metodi di rilevazione di singola molecola e/o singolo evento
Anno 5-M5: applicazioni della nanotecnologia alla proteomica

NG-Lab sviluppera' anche un completo programma di outreach e disseminazione, e un programma specifico di alta formazione nei settori interdisciplinari delle nanoscienze, basandosi sulle scuole superiori della Normale di Pisa e ISUFI/Università di Lecce. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Roberto CINGOLANI, Istituto Nazionale Fisica della Materia (INFM)

Obiettivo del Finanziamento

Questa proposta mira alla costituzione di un laboratorio multidisciplinare unico per l'applicazione di nanotecnologie alla genomica/post-genomica. Gli obiettivi principali della proposta sono:
OB1) formare una "core-infrastructure" a Lecce, che fonderà approcci nanotecnologici e genomici (post-genomici) in un'attività principalmente orientata all'hardware, con priorità di breve e lungo termine chiaramente definite. La struttura riunirà gruppi di ricerca e compagnie riconosciuti a livello internazionale, con provenienze interdisciplinari e complementari;
OB2) progettare e produrre, a breve termine, lab-on-chip completamente integrati per analisi genomiche ad ampio spettro, di rilevanza sanitaria ed ambientale;
OB3) condurre, nel lungo periodo, ricerca esplorativa nel campo delle nanobiotecnologie;
OB4) produrre un programma educativo interdisciplinare di eccellenza per giovani ricercatori nei campi di punta di nanotecnologia e genomica;
OB5) perseguire una politica di relazioni con l'esterno e disseminazione per la nanotecnologia e la genomica, come metodi per il miglioramento della qualità della vita e per quanto concerne i loro aspetti etici e sociali.

Riguardo OB1), sarà costituito a Lecce NG-Lab, nelle facility del National Nanotechnology Laboratory of INFM (NNL-INFM), che già ospita il Gruppo Applicativo della divisione di microfluidica di STMicroelectronics, con NEST-Scuola Normale Superiore (Pisa), CNR-ITB (Milano) e Aventis-Bulk Italia. I proponenti hanno studiato accuratamente questa proposta in modo da evitare duplicazioni e sfruttare le competenze e le facility specifiche dei laboratori partecipanti. Questa nucleo infrastrutturale interagirà sinergicamente con facility disponibili e di nuova costituzione, e beneficerà di un'unica combinazione di esperienze in ingegneria, fisica, biochimica e chimica. Lo sviluppo di dispositivi beneficerà delle capacità hardware all'avanguardia dei partner, delle metodologie di progetto e produzione dell'industria elettronica, e delle metodologie per la produzione e validazione di farmaci dell'industria farmaceutica. Grazie allo sviluppo di lab-on-chip per applicazioni cliniche e farmaceutiche, si creerà quindi un ponte tra i mercati dell'alta tecnologia e la ricerca futura.

Riguardo OB2), NG-Lab svilupperà cinque piattaforme hardware, combinando l'esperienza dei partner in ingegneria, fisica, chimica e biologia, ossia:

a) nanofabbricazione
b) microfluidica
c) rilevamento
d) immobilizzazione/funzionalizzazione di superfici
e) biologia molecolare

Queste consentiranno la completa integrazione di dispositivi lab-on-chip progettati per la diagnostica "point of care" (con AG-STM) e per applicazioni farmaceutiche (con Aventis-Bulk).

A lungo termine (OB3), si prevede che le piattaforme creino la base di conoscenze per lo sviluppo di nuovi strumenti, atti a permettere studi di frontiera nei seguenti campi (vedi sezione 3):

1) rilevamento di singola molecola/singolo evento.
2) proteomica

Riguardo OB4), il programma educativo interdisciplinare di eccellenza si baserà sulla sinergia tra la Scuola Superiore Normale di Pisa e ISUFI/Università di Lecce. Le due istituzioni condividono già un programma interdisciplinare per studenti di dottorato e ricercatori di post-dottorato, che assicurerà l'apporto, ad NG-Lab, di giovani brillanti ricercatori, durante il proprio periodo di attività.

Riguardo OB5) (relazioni con l'esterno e disseminazione), sarà ospitato un programma di seminari aperti regolari, con conferenzieri internazionali. In aggiunta, NG-Lab organizzerà, durante i suoi primi cinque anni, due scuole per studenti e due workshop internazionali, per accrescere la consapevolezza e discutere le implicazioni etiche, sociali e tecnologiche di nanotecnologia e genomica.
Le posizioni disponibili saranno pubblicizzate su riviste internazionali ad ampia circolazione e di consolidata reputazione scientifica.
Tutti i programmi di interazione con l'esterno e disseminazione saranno gestiti dalle scuole, ben consolidate, di ISUFI e SNS, con grande beneficio per NG-Lab (vedi il programma di interazione con l'esterno della sezione 2.9). <<<

Durata

60 mesi