Istruzione e formazione
1984−1986: studente universitario - Centro CNR per lo Studio degli Acidi Nucleici, Università di Roma La Sapienza 1986: Laurea in Biologia: 110/110 e lode. Il lavoro di tesi è stato svolto sotto la supervisione della Dott.ssa Luisa Leoni. Titolo della tesi: persistenza cinetica di strutture cruciformi e posizionamento preferenziale dei nucleosomi in alcune regioni dei plasmidi pBR322 e ColE1
1991: Dottorato di Ricerca in Biologia Cellulare e Molecolare. Il lavoro di dottorato è stato svolto presso i laboratori del Dipartimento di Biologia dell'Università di Roma Tor Vergata, sotto la supervisione del Prof. Giuseppe Rotilio.Tesi: Analisi dei fattori che influenzano l'espressione delle superossido dismutasi di Xenopus laevis Cu,Zn in Escherichia coli .
1991−1992: IRBM (Istituto di Ricerca di Biologia Molecolare − Pomezia −Roma) Post-doc − Studi sulle proteine del lievito. Esperienze occupazionali e di ricerca
1993−2001: Ricercatore universitario nel gruppo di Biochimica presso il Dipartimento di Biologia dell'Università di Roma Tor Vergata.
2001− 2012: Professore associato di Biochimica presso il Dipartimento di Biologia dell'Università di Roma Tor Vergata (Settore scientifico BIO/10-Biochimica).
2012-presente: Professore ordinario di Biochimica presso il Dipartimento di Biologia dell'Università di Roma Tor Vergata (Settore scientifico BIO/10-Biochimica).
2012- Abilitato dall'ASN a professore ordinario anche nel settore concorsuale 05/I1 (Genetica e Microbiologia). Qualifica valida fino al 23/01/2025
Interessi personali
I miei interessi di ricerca si concentrano principalmente sul ruolo dei metalloenzimi e dei metalli di transizione nell'interazione ospite-patogeno. In questo contesto, il mio laboratorio ha contribuito a stabilire che i batteri patogeni competono con il loro ospite per il legame dello zinco e che il trasportatore dello zinco ad alta affinità ZnuABC è fondamentale per la capacità dei batteri di colonizzare con successo l'ospite. Più recentemente ho avviato ricerche sul ruolo dei metalli e degli antiossidanti nelle infezioni tipiche della Fibrosi Cistica. Nell'ambito di queste ricerche abbiamo riscontrato che l'apparato di importo dello zinco di Pseudomonas aeruginosa è particolarmente complesso e si avvale della possibilità di ottenere zinco utilizzando uno “zincoforo” , cioè di una piccola moleca organica capace di catturare lo zinco nello spazio extracellulare. La grande capacità di reperire zinco è fondamentale per la capacità di questo patogeno di esprimere una serie di tratti di virulenza e di causare malattia negli ospiti infettati
Principali interessi di ricerca:
1) studio delle proprietà strutturali, del meccanismo d'azione e della funzione biologica delle superossido dismutasi, con particolare interesse per le proprietà strutturali e il ruolo nella patogenesi della superossido dismutasi batterica Cu,Zn;
2) Analisi del ruolo dei metalli di transizione e delle metalloproteine nella virulenza batterica, con particolare attenzione al ruolo e alla struttura del trasportatore ZnuABC nella patogenicità dei batteri Gram-negativi.
3) Metalli e antiossidanti nella patogenesi della Fibrosi Cistica.
4) Identificazione di nuove strategie antibatteriche basate sull'interferenza con l'omeostasi dei metalli
PRINCIPALI CONTRIBUTI IN QUESTI CAMPI:
a) caratterizzazione del primo Cu,ZnSOD monomerico e dimostrazione che la struttura dimerica influenza sia la stabilità che l'attività dei Cu,ZnSOD,
b) esplorazione della variabilità strutturale e funzionale delle Cu,ZnSOD batteriche;
c) Ingegneria di Cu,ZnSOD iperefficienti;
d) dimostrazione che la Cu,ZnSOD periplasmatica modula la sopravvivenza batterica sia nei fagociti che nelle cellule epiteliali;
e) Caratterizzazione funzionale/strutturale del trasportatore dello zinco ad alta affinità ZnuABC
f) Identificazione del trasportatore ZnuABC come fattore chiave di virulenza in diversi batteri Gram-negativi (Salmonella, ceppi patogeni di E. coli)
g) Prove di concetto che è possibile identificare farmaci mirati al trasportatore batterico dello zinco ZnuABC
h) Dimostrazione che lo zinco ha un ruolo critico nella virulenza di P. aeruginosa e che questo microrganismo ottiene lo zinco utilizzando uno “zincoforo”, cioè una molecola organica che svolge un ruolo paragonabile a quello dei siderofori.
Informazioni aggiuntive
Revisore per diverse riviste (tra cui, J. Biol. Chem, Biochemistry, Archives of Biochemistry and Biophysics, Microbiology, Molecular Microbiology, Infection and Immunity, Plos one) e enti finanziatori nazionali e internazionali (tra cui: MIUR, CNR, Wellcome Trust; Czech Science Foundation (GACR), Honk Kong Research Grants Council (RGC); Agenzia esecutiva rumena per il finanziamento dell'istruzione superiore, della ricerca, dello sviluppo e dell'innovazione (UEFISCDI). Membro del comitato editoriale dell'Open Journal of Microbiology, di Frontiers in Bioscience -Landmark e dell'International Journal of Molecular Sciences.
Bibliografia personale: orcid.org/0000-0003-4085-7917
Education and Training 1984−1986: undergraduate student -CNR Centre for the Study of Nucleic Acids, University of Rome La Sapienza 1986: Biology degree: 110/110 cum laude. The thesis work was carried out under the supervision of Dr. Luisa Leoni. Thesis title: kinetic persistence of cruciform structures and preferential positioning of nucleosomes in some regions of plasmids pBR322 and ColE1 1991: PhD in Cellular and Molecular Biology. The PhD work was carried out in the laboratories of the Department of Biology of the University of Rome Tor Vergata, under the supervision of Prof. Giuseppe Rotilio.Thesis: Analysis of factors influencing the expression of Xenopus laevis Cu,Zn superoxide dismutases in Escherichia coli. 1991−1992: IRBM (Istituto di Ricerche in Biologia Molecolare − Pomezia −Roma) Post-doc − Studies on yeast proteins. Employment and Research Experience 1993−2001: University researcher in the Biochemistry group at the Department of Biology of the University of Rome Tor Vergata. 2001− 2012: Associate professor of Biochemistry at the Department of Biology of the University of Rome Tor Vergata (Scientific sector BIO/10-Biochemistry). 2012-present: Full professor of Biochemistry at the Department of Biology of the University of Rome Tor Vergata (Scientific sector BIO/10-Biochemistry). 2012- Qualified by ASN as full professor also in the competition sector 05/I1 (Genetics and Microbiology). Qualification valid until 23/01/2023
Personal Statement
My research interests are mainly focused on the role of metalloenzymes and transition metal ion in the host-pathogen interaction. In the context, my laboratory has contributed to establish that bacterial pathogens compete with their host for zinc binding and that the high affinity zinc transporter ZnuABC is key for the ability of Salmonella enterica to successfully colonize the host. More recently I have started researches on the role of metals and antioxidants in the infections typical of Cystic Fibrosis. In the context of these researches, I have found that the zinc import apparatus of Pseudomonas aeruginosa is more complex of that of enteropathogens. Our recent findings have highlighted the ability of P. aeruginosa to obtain zinc using a “zincophore” and that zinc is key for the ability of this pathogen to express a series of virulence traits and to infect the lung of mice.
Contributions to Science
Main research interests:
1) investigation of the structural properties, of the mechanism of action and of the biological function of superoxide dismutases, with special interest for the structural properties and role in pathogenesis of the bacterial Cu,Zn superoxide dismutase;
2) Analysis of the role of transition metals and metalloproteins in bacterial virulence, with special focus on the role and structure of the ZnuABC transporter in the pathogenicity of Gram-negative bacteria.
3) Metals and antioxidants in Cystic Fibrosis pathogenesis.
4) Identification of novel antibacterial strategies based on the interference with metal homeostasis
MAIN CONTRIBUTIONS IN THESE FIELDS:
a) characterization of the first monomeric Cu,ZnSOD and demonstration that the dimeric structure affects both stability and activity of Cu,ZnSODs,
b) exploration of the structural and functional variability of bacterial Cu,ZnSODs;
c) Engineering of hyper−efficient Cu,ZnSODs;
d) demonstration that periplasmic Cu,ZnSOD modulates bacterial survival in phagocytes as well as in epithelial cells;
e) Functional/structural characterization of the high affinity zinc transporter ZnuABC
f) Identification of the ZnuABC transporter as a key virulence factor in different Gram-negative bacteria (Salmonella, pathogenic E. coli strains)
g) Proof of concept that is possible to identify drugs targeting the bacterial zinc transporter ZnuABC
h) Demonstration that zinc has a critical role in the virulence of P. aeruginosa and that this microorganism obtain zinc using a “zincophore” i.e. and organic molecule playing a role comparable to that of of siderophores.
Additional Information
Reviewer for several Journals (including, J. Biol. Chem, Biochemistry, Archives of Biochemistry and Biophysics, Microbiology, Molecular Microbiology, Infection and Immnunity, Plos one) and national and international granting agencies (including: MIUR, CNR, Wellcome Trust; Czech Science Foundation (GACR), Honk Kong Research Grants Council (RGC); Romanian Executive Agency for Funding for Higher Education, Research, Development and Innovation (UEFISCDI); the Ministry of Education and Science of the Republic of Latvia and the European Economic Community).Member of the Editorial board of the Open Journal of Microbiology, of Frontiers in Bioscience-Landmark and of the International Journal of Molecular Sciences.
Personal bibliography: orcid.org/0000-0003-4085-7917