Biofisica Molecolare Computazionale e Modellistica Multiscala

L’attività di ricerca del gruppo si svolge nell’ambito della biofisica molecolare computazionale, con particolare attenzione allo studio multiscala di sistemi biomolecolari complessi. Le linee di ricerca si concentrano sull’analisi strutturale, dinamica e termodinamica di acidi nucleici e loro complessi, con particolare riferimento a strutture non canoniche del DNA, quali i G-quadruplex, e alle loro interazioni con ligandi di interesse biologico e farmacologico.

L’attività scientifica integra simulazioni di dinamica molecolare atomistica e Monte Carlo, modelli coarse-grained e tecniche avanzate di enhanced sampling. Particolare attenzione è dedicata all’identificazione dei meccanismi molecolari alla base dei processi di folding e unfolding, alla caratterizzazione dei pathway conformazionali e all’analisi cinetica di reazione mediante l’analisi delle superfici di energia libera.

L’approccio multiscala permette di connettere il dettaglio atomistico con descrizioni basate sulla fisica dei polimeri per la caratterizzazione di proprietà collettive e fenomeni di auto-assemblaggio supramolecolare. L’attività si sviluppa in stretta interazione con gruppi sperimentali (SAXS, dicroismo circolare, calorimetria), favorendo un confronto quantitativo tra modelli teorici e dati sperimentali.

La ricerca si colloca all’interfaccia tra fisica della materia, biofisica, chimica e fisica computazionale, con aperture verso lo sviluppo di approcci data-driven e tecniche di machine learning per il miglioramento dei potenziali efficaci e delle strategie di campionamento. Le metodologie sviluppate trovano applicazione nello studio di sistemi biomolecolari complessi, inclusi processi di auto-assemblaggio di rilevanza biologica e patologica.

Sara Del Galdo – Università degli studi Link

Deniz Mostarac – University of Edinburgh

Lucia Comez – IOM-CNR

Alessandro Paciaroni – Università di Perugia