Membrane biophysics and signal transduction

BIOFISICA di MEMBRANA:
Principi di base della composizione delle biomembrane. Interazioni con lipidi e proteine. Lipidi come molecole di segnalazione
Microdomini a membrana, "zattere lipidiche" e caveolae. Caveolina-1, 2 e 3. Ruolo delle caveole e delle proteine che interagiscono con le caveoline.
Proprietà elettriche passive delle membrane eccitabili; Modello elettrico equivalente RC delle membrane cellulari. Il concetto e le conseguenze
delle costanti del tempo e dello spazio nell'eccitabilità neuronale. Conduzione elettrotonica del segnale elettrico lungo una membrana.
I potenziali d'azione delle cellule eccitabili: il modello Hodgkin e Huxley del potenziale d'azione neuronale e la descrizione dei potenziali d'azione cardiaci.
Funzione e struttura dei canali ionici.
Esempi specifici dell'effetto dei microdomini lipidici sulle proprietà cinetiche dei canali ionici e conseguenze sull'eccitabilità della membrana
Esempi di organizzazioni specifiche di biomembrane: 1- i couplons nei muscoli scheletrici e cardiomiociti e come essi influenzano le proprietà di accoppiamento eccitazione-contrazione'. 2- La giunzione neuromuscolare come paradigma dell' interazione funzionale reciproca di biomembrane appartenenti a cellule diverse.

TRASDUZIONE DEL SEGNALE:
Concetti fondamentali relativi alla trasduzione del segnale cellulare. Entrate e uscite dei segnali.
Classi di componenti delle vie di trasduzione del segnale: piccole proteine di tipo G, chinasi, fosfatasi, proteine adattatrici, e elementi del citoscheletro.
Organizzazione in reti delle vie di trasduzione del segnale. Classi di interconnessione: giunzioni e nodi. Esempi di giunzioni e nodi.
Dinamica dei complessi di trasduzione del segnale in differenti tipi di cellule. Cellule T versus neuroni: un esempio di come identiche reti di trasduzione del segnale possano avere una differente logica di circuito.
Meccanismi di consolidamento del segnale.
Il recettore della tirosina chinasi come uno dei migliori esempi di nodo.
TOR: una molecola con una doppia identità. Regolazione dell'attività di mTORC1 da parte di nutrienti e/o da parte di alterazioni dello stato energetico cellulare. Trasduzione del segnale di mTORC1 all'apparato traduzionale. Recenti sviluppi di strumenti farmacologici e tecnologie (profili polisomali e ribosome profiling) in grado di monitorare i cambiamenti del traduttoma sull'intero genoma. Esempi di disordini e malattie dell'uomo riconducibili a difetti nel controllo traduzionale.
Meccanismo di trasduzione del segnale da stress del reticolo endoplasmatico (UPR). Trasduttori del segnale UPR e effettori a valle. Intersezioni delle vie mTOR-ER. Caratteristiche patogeniche di prolungati stress del reticolo endoplasmatico.