Pigino Group
Le ciglia sono organelli simili a capelli che si estendono dalla superficie di quasi tutti i tipi di cellule polarizzate del corpo umano. Sono cruciali per varie funzioni motili e sensoriali durante lo sviluppo, la morfogenesi e l’omeostasi. Le ciglia sensoriali agiscono come antenne cellulari, rilevando segnali ambientali e morfogenici. Le ciglia mobili, invece, vengono utilizzate per spingere le cellule stesse o per spostare i fluidi sugli epiteli (ad esempio nei nostri polmoni). I disturbi correlati alle ciglia (noti come ciliopatie) colpiscono molti tessuti e organi in vari modi.
La disfunzione ciliare è la causa di un numero crescente di malattie di un singolo organo e forme sindromiche complesse tra cui idrocefalo, infertilità, malattie delle vie aeree, malattie policistiche del rene, fegato o pancreas, nonché malattie della retina e difetti dell’udito e dell’olfatto.
Il Pigino Group indaga la struttura 3D dei componenti molecolari delle ciglia nel loro contesto cellulare nativo e in isolamento, cercando di capire come orchestrano le funzioni specifiche delle ciglia. Il nostro lavoro si posiziona tipicamente proprio nell’interfaccia tra biologia strutturale e biologia cellulare molecolare. Combiniamo quindi gli strumenti e le metodologie più recenti di entrambi i campi, dalla tomografia crioelettronica, alla microscopia a luce e fluorescenza correlativa (CLEM), ai sistemi dinamici ricostituiti in vitro, alla genetica, alla biochimica, ai metodi di analisi delle immagini, fino alla biologia cellulare più classica.
L’obiettivo finale del Pigino Group è comprendere le cause molecolari alla base della funzione e della disfunzione ciliare, in modo che possano essere sviluppate possibili strategie terapeutiche per le ciliopatie.
Membri del gruppo
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Gaia Pigino
Associate Head of Structural Biology Research Centre -
Gonzalo Alvarez Viar
Postdoc -
Paola Capasso
Senior Technician -
Aditya Chhatre
Scientific Visitor -
Rubina Dad
Postdoc -
Helen Elizabeth Foster
Postdoc -
Nikolai Klena
Postdoc -
Samuel Edward Lacey
Postdoc -
Giovanni Maltinti
PhD Student -
Adrian Pascal Nievergelt
Scientific Visitor
Pubblicazioni
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07/2017 - Nature Structural & Molecular Biology
Switching dynein motors on and off
Cytoplasmic dyneins transport cellular components from the periphery toward the center of the cell. By moving cargoes along microtubules, dyneins ensure proper cell division, regulate exchange of materials between organelles, and contribute to the internal organization of eukaryotic cells. Two recent studies show that, upon dimerization, cytoplasmic dyneins intrinsically adopt an autoinhibited configuration that can […]
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04/2017 - Methods in Cell Biology
Millisecond time resolution correlative light and electron microscopy for dynamic cellular processes
Molecular motors propel cellular components at velocities up to microns per second with nanometer precision. Imaging techniques combining high temporal and spatial resolution are therefore indispensable to understand the cellular mechanics at the molecular level. For example, intraflagellar transport (IFT) trains constantly shuttle ciliary components between the base and tip of the eukaryotic cilium. 3-D […]
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05/2016 - Science
Microtubule doublets are double-track railways for intraflagellar transport trains
The cilium is a large macromolecular machine that is vital for motility, signaling, and sensing in most eukaryotic cells. Its conserved core structure, the axoneme, contains nine microtubule doublets, each comprising a full A-microtubule and an incomplete B-microtubule. However, thus far, the function of this doublet geometry has not been understood. We developed a time-resolved […]
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10/2015 - American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology
DNAH11 Localization in the Proximal Region of Respiratory Cilia Defines Distinct Outer Dynein Arm Complexes
Primary ciliary dyskinesia (PCD) is a recessively inherited disease that leads to chronic respiratory disorders owing to impaired mucociliary clearance. Conventional transmission electron microscopy (TEM) is a diagnostic standard to identify ultrastructural defects in respiratory cilia but is not useful in approximately 30% of PCD cases, which have normal ciliary ultrastructure. DNAH11 mutations are a common cause […]
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10/2015 - Journal of Structural Biology
Three-dimensional mass density mapping of cellular ultrastructure by ptychographic X-ray nanotomography
We demonstrate absolute quantitative mass density mapping in three dimensions of frozen-hydrated biological matter with an isotropic resolution of 180 nm. As model for a biological system we use Chlamydomonas cells in buffer solution confined in a microcapillary. We use ptychographic X-ray computed tomography to image the entire specimen, including the 18 μm-diameter capillary, thereby […]
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