Linda Caudill ritiene che la costruzione di una struttura di ricerca per studiare uno degli elementi fondamentali della vita – i glicomateriali – sia una pietra miliare che merita di essere ripetuta.
Ricerca di glicomateriali: Serena Joseph (a sinistra), dottoranda presso l’Università del Texas Austin; Sailaja Arungundram, professore assistente alla Saint Martin’s University; e Tzu-Lan Chang, socio postdottorato della Howard University, partecipano a un seminario di laboratorio presso la scuola estiva GlycoMIP presso Virginia Tech. Foto di Felicia Spencer per Virginia Tech.
“Abbiamo creato da zero un set di laboratori unico e di alta qualità che supporta le esigenze dell’evoluzione glicomateriali comunità”, ha affermato Caudill, amministratore delegato di GlicoMIP programma presso il Fralin Life Sciences Institute.
Prodotti da ogni organismo vivente, i glicomateriali contengono catene di zuccheri chiamati glicani che hanno ruoli critici per la fisiologia e le malattie. Inoltre, la loro abbondanza naturale e le proprietà uniche dei materiali hanno offerto nuove possibilità di utilizzare questi glicani come materiali utili in applicazioni commerciali e industriali.
Gli sforzi per modificare chimicamente i glicani hanno ampliato la loro funzionalità e aperto la strada a un intero campo di ricerca incentrato sulla progettazione e l’analisi dei glicomateriali.
Uno dei quattro elementi costitutivi della vita – glicani, proteine, lipidi e acidi nucleici – i glicani sono spesso considerati i più difficili da studiare perché gli strumenti per sintetizzarli e analizzarli sono indietro di decenni rispetto ad altre aree.
La diversità delle strutture dei glicani e la relazione spesso complessa tra la struttura di un glicano e le sue proprietà rendono il campo della ricerca sui glicomateriali particolarmente impegnativo. Tuttavia, mantiene la promessa di significativi progressi e scoperte che possono avere un impatto positivo sulla società.
Questi impatti si stanno già realizzando mentre i ricercatori di GlycoMIP generano nuove bioplastiche glicomateriali per sostituire le plastiche non biodegradabili, identificano nuovi approcci per la sintesi innaturale di glicani e costruiscono una piattaforma pubblica online per accedere e archiviare i dati sui glicomateriali.
Lanciato nell’aprile 2021 con il supporto di a Fondazione Nazionale della Scienza Con una sovvenzione di 23 milioni di dollari, GlycoMIP è una piattaforma multiuniversitaria in cui i membri della comunità di ricerca sui materiali condividono strumenti, campioni, dati, software e know-how per il progresso collettivo della scienza e della tecnologia dei glicomateriali.
“La nostra visione per GlycoMIP è quella di riunire i maggiori esperti nei settori dei materiali e della glicoscienza per lo sviluppo di nuovi glicomateriali”, ha affermato Maren Roman, direttore di GlycoMIP e professore associato presso la Dipartimento tecnico della Virginia per i biomateriali sostenibili nel Collegio delle risorse naturali e dell’ambiente.
Con sede nella Steger Hall della Virginia Tech, GlycoMIP è uno dei quattro programmi della piattaforma di innovazione dei materiali negli Stati Uniti e include una collaborazione con il Centro di ricerca sui carboidrati complessi dell’Università della Georgia, nonché partnership di ricerca con la Brandeis University, il Rensselaer Polytechnic Institute e l’Università di Carolina del Nord a Chapel Hill.
In poco più di due anni, le strutture utente di GlycoMIP hanno supportato più di 85 progetti utente, 49 dei quali supportano 33 ricercatori principali presso istituzioni accademiche al di fuori della Virginia Tech e dell’Università della Georgia e del settore privato.
GlycoMIP è stato citato più di 169 volte in più di 60 pubblicazioni di ricerca e ha supervisionato numerosi programmi incentrati sugli studenti per supportare le generazioni future di scienziati di glicomateriali.
Virginia Tech stava già guadagnando slancio in questo settore quando la National Science Foundation ha assegnato la sovvenzione a Virginia Tech e all’Università della Georgia nell’estate 2020. La spinta ha contribuito a espandere lo sforzo al suo attuale stato multi-universitario e multi-sede, che ha consentito attrezzature all’avanguardia da mettere a disposizione dei ricercatori interessati indipendentemente dall’affiliazione universitaria.
Cassandra Callmann, assistente professore presso il Dipartimento di Chimica dell’Università del Texas ad Austin, ha visto accelerare la sua ricerca grazie alle risorse di GlycoMIP, in particolare per quanto riguarda l’analisi dei glicopolimeri sintetici prodotti dal suo laboratorio.
“L’accesso allo strumento di termoforesi su microscala di GlycoMIP ci ha permesso di analizzare rapidamente le interazioni di legame tra i nostri materiali e le lectine di interesse”, ha affermato Callmann.
“Senza l’aiuto di GlycoMIP e il supporto del direttore tecnico Ryan Porell, non saremmo così vicini alla pubblicazione del nostro primo manoscritto come lo siamo ora, poiché i dati sono fondamentali per il nostro progetto”.
Gli utenti di GlycoMIP beneficiano anche delle competenze e delle attrezzature dedicate alla sintesi, caratterizzazione e modellazione dei glicomateriali. Gli strumenti, che sono ospitati sia presso la Virginia Tech che presso l’Università della Georgia, forniscono l’accesso a strumenti precedentemente non disponibili o inaccessibili a coloro che sono interessati a tale strumentazione.
Per Brandon Jutras, professore associato di biochimica, le strutture in loco a Steger Hall sono state preziose suo gruppo di ricerca nell’affrontare le sfide della glicobiologia batterica associata a Malattia di Lyme.
“Questa risorsa offre accesso diretto a studenti e tirocinanti ad apparecchiature analitiche di livello mondiale, alcune delle quali esistono solo qui presso la struttura GlycoMIP”, ha affermato Jutras.
Altrettanto cruciale per assistere i ricercatori è la missione della piattaforma di aiutare a formare e sostenere gli studenti.
Uno di questi sforzi è la scuola estiva GlycoMIP, in cui gli scienziati del mondo accademico, del settore privato e dei laboratori nazionali hanno l’opportunità di lavorare insieme ai loro colleghi per una settimana presso la struttura degli utenti Virginia Tech. L’università ha recentemente ospitato la sua seconda scuola estiva di persona, attirando più di 30 partecipanti.
“È una combinazione unica di lezioni, dimostrazioni pratiche di laboratorio e attività incentrate sull’analisi/comprensione dei dati, nonché sulla comprensione dei materiali valutati e caratterizzati”, ha affermato Caudill. “Costruisce davvero una comunità di utenti”.
Callmann, che ha fatto partecipare tre dei suoi studenti laureati alla scuola estiva di quest’anno, ha visto l’impatto che ha avuto sia sulla produttività della loro ricerca che sulla profondità delle domande di ricerca esplorate.
“Sono tornati con una nuova prospettiva sulla glicoscienza e una più profonda comprensione dei carboidrati in generale”, ha affermato Callmann. “Inoltre, hanno avuto l’opportunità di fare rete con altri studenti laureati provenienti da tutto il paese, il che è utile per il loro sviluppo professionale e, si spera, per costruire una connessione duratura con altri giovani scienziati”.
A settembre si terrà una scuola estiva GlycoMIP complementare con le strutture dell’Università della Georgia, dove l’attenzione si concentrerà sugli strumenti delle strutture utente per la spettrometria di massa, l’interferometria e la modellazione di biostrati, nonché l’NMR dei glicani.
Fonte: VirginiaTech
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
