Curriculum Vitae Pagina 1 DIPARTIMENTO DI BIOTECNOLOGIE

DIPARTIMENTO DI BIOTECNOLOGIE CELLULARI ED EMATOLOGIA
CURRICULUM DIDATTICO-SCIENTIFICO DEL PROF. BENELLI DARIO
DATI PERSONALI
Dario Benelli
Luogo e data di nascita: Cercola (NA), 08/11/1972
Stato Civile: Celibe
Dipartimento Biotecnologie Cellulari ed Ematologia,
Sezione di Genetica Molecolare
Viale Regina Elena 324, V Clinica Medica, 00161 Roma
Telefono lab./mobile 064940463/ 3381491294
Fax
E-mail: [email protected]
SSD: Biologia Applicata (BIO-13)
Orario di Ricevimento: 10:00 – 17:00
ATTUALE POSIZIONE
Ricercatore non confermato
CARRIERA E TITOLI
Novembre 1998- Maggio 2000: svolge lavoro sperimentale come studente interno, durante lo
svolgimento della tesi di laurea quinquennale in Scienze Biologiche, nel laboratorio del Prof. Piero
Cammarano, presso il Dipartimento di Biotecnologie Cellulari ed Ematologia, Università di Roma
“La Sapienza”.
26 Maggio 2000: consegue Laurea in Scienze Biologiche con votazione 110/110 e lode.
Titolo tesi sperimentale: “Elementi in cis- dell’mRNA che controllano l’efficienza traduzionale
negli Archaea”, Università di Roma “ La Sapienza”.
Febbraio 2000- Dicembre 2000: presta servizio civile presso lo stesso laboratorio nel quale ha
svolto la tesi sperimentale.
Luglio 2001- Novembre 2001: Contrattista nel laboratorio del Prof. Piero Cammarano al
Dipartimento di Biotecnologie Cellulari ed Ematologia.
Novembre 2001-Ottobre2004: vincitore di un posto (senza borsa) nel Dottorato di Ricerca in
Biologia Umana: Basi Molecolari e Cellulari. Ottiene, durante lo svolgimento del dottorato, una
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borsa di studio triennale dal prof. Udo Bläsi dell'Università di Vienna, con il quale era già in corso
un lavoro in collaborazione sul meccanismo di inizio della traduzione in Archei. Il lavoro relativo
alla tesi di dottorato viene quindi svolto in parte (da febbraio a giugno 2003 in modo continuativo e
per periodi più brevi in seguito) presso l’Institut für Microbiologie und Genetik nel laboratorio del
Prof. Udo Bläsi, Biocenter Institute, Università di Vienna e in parte presso il Dipartimento di
Biotecnologie Cellulari ed Ematologia nel laboratorio della prof. Londei.
14 Febbraio 2005: consegue il titolo di Dottore di Ricerca in “Biologia Umana: basi molecolari e
cellulari”. Titolo della tesi sperimentale: “Translation Initiation in Archaea. Cis- and Transelements controlling translational initiation in the thermophilic archaeon Sulfolobus solfataricus”.
2005-2007: Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Biologia e Biochimica Medica
dell'Università di Bari
Gennaio-Ottobre 2008: svolge attività di ricerca nel laboratorio della Prof.ssa Paola Londei presso il
Dipartimento di Biotecnologie Cellulari ed Ematologia come titolare di borsa di studio della
Fondazione Cenci-Bolognetti
2009-2010:
svolge attività di ricerca nel laboratorio della Prof.ssa Paola Londei presso il
Dipartimento di Biotecnologie Cellulari ed Ematologia come titolare di assegno di ricerca.
18 Novembre 2010: vincitore di procedura valutazione comparativa per la copertura di n. 1 posto di
Ricercatore universitario per il settore scientifico disciplinare BIO/13, Biologia Applicata, - presso
la I Facoltà di Medicina Chirurgia .
Dicembre 2010- ad oggi: prosegue la sua attività di ricerca analizzando gli elementi in cis- ed in
trans- agli mRNA leaderless necessari per il riconoscimento e formazione dell’apparato di inizio
della traduzione. Questo studio viene condotto sia con un tradizionale approccio in vitro, che
tramite recenti tecniche di analisi in vivo.
ATTIVITA’ SCIENTIFICA
L’attività di ricerca del Dr. Benelli si è incentrata sulla delucidazione dei meccanismi molecolari
che controllano la formazione del complesso d’inizio della traduzione negli Archei, usando come
organismo modello per i suoi studi l’archeo ipertermofilo Sulfolobus solfataricus. L’interesse per
tali ricerche è motivato dalla presenza negli Archei di un apparato di sintesi proteica con
caratteristiche miste di tipo batterico ed eucariotico, il cui funzionamento è noto in modo ancora
molto frammentario, in particolare per quanto riguarda il meccanismo di inizio della traduzione.
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Quest’ultimo è di particolare interesse perché determina l’efficienza della traduzione nel suo
insieme, è soggetto a regolazione e mostra le maggiori divergenze nei tre domini primari di
discendenza cellulare.
Gli Archei possiedono alcuni fattori d’inizio di tipo eucariotico che non sono presenti nei batteri e
che, negli eucarioti, hanno grande importanza per la regolazione traduzionale. Inoltre, gli Archei
posseggono una significativa percentuale di RNA privi di regione non tradotta al 5’ (RNA
“leaderless”) che vengono decodificati con un meccanismo che prescinde dalla presenza di segnali
specifici come “cap” o sequenze di Shine-Dalgarno. Gli obiettivi primari della ricerca del Dr.
Benelli sono quindi 1) Delucidare il meccanismo di inizio della traduzione negli Archei,
mettendone in evidenza gli aspetti specifici e quelli conservati negli altri due domini 2) Utilizzare
queste conoscenze per tracciare un modello plausibile dell’evoluzione del meccanismo d’inizio
della traduzione, identificandone i componenti ancestrali e tracciando la storia evolutiva dei
componenti aggiuntivi, soprattutto quelli in comune fra Archei ed Eucarioti.
I risultati raggiunti dal Dr. Benelli nel corso della sua attività hanno avvicinato il raggiungimento di
questi obiettivi, contribuendo a migliorare notevolmente le conoscenze sul meccanismo di inizio
della sintesi proteica negli Archei e sull’evoluzione del processo di inizio della traduzione in
generale. Fra i più importanti obiettivi raggiunti, si segnalano la dimostrazione, ottenuta per la
prima volta, della presenza di due distinti meccanismi di inizio della traduzione negli Archei, e la
decifrazione della funzione e del meccanismo di azione della maggior parte dei fattori di inizio nei
suddetti organismi. Il Dr. Benelli ha inoltre avuto un ruolo importante nel chiarire il meccanismo di
traduzione degli mRNA “leaderless” e nel metterne in luce l'importanza evolutiva.
1998-2000: Nel Dipartimento di Biotecnologie Cellulari ed Ematologia dell’Università “La
Sapienza” di Roma, presso il laboratorio del Prof. Piero Cammarano, sotto la guida della Prof.ssa
Paola Londei, il Dr. Benelli ha svolto attività di ricerca sull’inizio della traduzione nell’archeo
termofilo estremo Sulfolobus solfataricus, con particolare attenzione alla caratterizzazione degli
elementi in cis- degli RNA messaggeri (mRNA) che controllano l’inizio della traduzione. I risultati
da lui ottenuti su di un mRNA bicistronico modello, tramite un sistema di traduzione in vitro,
hanno rivelato che i meccanismi di base per il riconoscimento delle regioni d’inizio della traduzione
sugli mRNA archeali provvisti di sequenze 5’ UTR si avvalgono, come nei batteri, di sequenze
Shine-Dalgarno, la cui perdita porta al completo silenziamento del gene corrispondente. Inoltre, per
la prima volta negli Archei, dimostra la traducibilità di mRNA privi di regione non tradotta al 5’
(5’-UTR).
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2000-2002: Presso il suddetto laboratorio, sotto la guida della Prof.ssa Paola Londei, approfondisce
lo studio delle basi molecolari della formazione di complessi d’inizio tra ribosomi ed RNA
messaggeri provvisti di 5’-UTR (“leadered”) e privi di 5’-UTR (“leaderless”). I suoi studi hanno
condotto alla dimostrazione che negli Archei come Sulfolobus coesistono due distinti meccanismi
per l’inizio della traduzione. Un inizio Shine-Dalgarno dipendente, simile al modello d’inizio
batterico, agirebbe sui cistroni interni di mRNA policistronici, mentre un inizio 5’-UTR
indipendente, simile al meccanismo eucariotico, funzionerebbe su mRNA monocistronici o
sull’estremità 5’ di mRNA policistronici.
2003-2005: Presso sia il Dipartimento di Biotecnologie Cellulari ed Ematologia, nel laboratorio del
Prof. Piero Cammarano, che all’Institut für Microbiologie und Genetik, nel laboratorio del Prof.
Udo Bläsi, prosegue l’attività di ricerca sull’inizio della traduzione negli archeobatteri termofili
analizzando del ruolo svolto da differenti fattori d’inizio sulla traduzione di mRNA “leadered” e
“leaderless”. Lo svolgimento di questo lavoro ha richiesto in via preliminare il clonaggio e la
purificazione dei vari fattori d’inizio archeali, realizzato per la prima volta dal Dr. Benelli. Sono
stati studiati per primi i fattori d’inizio universalmente conservati nei tre domini primari, cioè le
proteine note come aIF-1A, aIF2/5B ed aIF1. I risultati sperimentali ottenuti dal Dr. Benelli sulla
funzione di queste proteine ne hanno messo in luce sia gli aspetti universalmente conservati che
quelli archeo-specifici. Particolarmente interessante è stato lo studio della proteina IF2/5B, che pur
essendo universale ha ruoli diversi in eucarioti e batteri. I dati sulla proteina archeale hanno
permesso di determinare che la funzione universale di questo fattore è di adattare correttamente il
tRNA iniziatore nel sito ribosomiale P.
2006-2009: Ha iniziato un lavoro sulla caratterizzazione funzionale in Sulfolobus solfataricus del
fattore di inizio noto come IF6, comune ad Archei ed Eucarioti ma assente nei batteri. I dati
disponibili negli eucarioti indicano che IF6 è un importante regolatore della traduzione che potrebbe
essere coinvolto in processi come la trasformazione tumorale e il silenziamento genico mediato da
miRNA; tuttavia, la sua funzione è ancora imperfettamente conosciuta. Lo studio dell’omologo
archeale di IF6 condotto dal Dr. Benelli ha sinora portato alla dimostrazione che la proteina si lega
alla subunità ribosomiale maggiore ed inibisce la traduzione bloccando l’associazione delle due
particelle ribosomiali. Inoltre, il Dr. Benelli è stato in grado di mappare il dominio ribosomiale di
interazione con aIF6, producendo per la prima volta un modello molecolare del complesso
ribosoma/proteina
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che
ne
spiega
l’attività
antiassociante.
Il
meccanismo
di
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associazione/dissociazione di aIF6 dai ribosomi, e la sua importanza per la regolazione dell’inizio
della traduzione è in corso di analisi.
2009-ad oggi: Studia il meccanismo di formazione e la composizione dei complessi d'inizio e della
traduzione in Archei, eseguendo esperimenti in vitro con tutti i componenti purificati. In questo
contesto, continua lo studio sulla funzione di aIF6 nell'inizio della traduzione, avviando anche una
collaborazione con il gruppo del Dr. Klaholtz B.P., presso il centro di ricerche IGBMC (Institute of
Genetics and Molecular and Cellular Biology) di Strasburgo
per determinare la struttura dei
complessi aIF6/ ribosoma mediante crio-elettromicroscopia.
Ha inoltre iniziato a lavorare sulla funzione dell'omologa eucariotica di aIF6 (eIF6) con particolare
riguardo a un suo ruolo, recentemente ipotizzato, nella tumorigenesi.
In particolare, in
collaborazione con il Prof. Talora Claudio, studia le possibili interazioni funzionali tra il fattore
trascrizionale Notch1 ed il fattore traduzionale eIF6: è in corso d'analisi lo studio delle variazioni di
quantità di eIF6 in risposta all'attivazione od inattivazione di Notch1 a cui faranno seguito
esperimenti di aumentata espressione di eIF6 (tramite creazione di cloni stabili per l’espressione
della proteina) per comprendere se tale fattore traduzionale è uno degli effettori della
trasformazione cellulare indotta dall'aumentata espressione di Notch1.
PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE
1. Condò, I., Ciammaruconi, A., Benelli, D., Ruggero, D. and Londei, P. “Cis-acting signals
controlling translational initiation in the thermophilic archaeon Sulfolobus solfataricus.” Molecular
Microbiology, 34(2): 377-84 (1999).
I.F. 4,819
2. Benelli, D., Maone, E. and Londei, P. “Two different mechanisms for ribosome/mRNA interaction
in archaeal translation initiation.” Molecular Microbiology 50(2): 635-43 (2003).
*
I.F. 4,819
*
3. Hasenöhrl, D ., Benelli, D ., Barbazza, A., Londei, P. and Bläsi, U. “Sulfolobus solfataricus
translation initiation factor 1 stimulates translation initiation complex formation”. RNA, 12(4): 67482 (2006) *co-autori
I.F. 5,018
4. Cobucci-Ponzano, B., Conte, F., Benelli, D., Londei, P., Flagello, A., Monti, M., Pucci, P., Rossi,
M., and Moracci, M. “The gene encoding the α-L-fucosidase from the archaeon Sulfolobus
solfataricus is expressed by translational frameshifting”. Nucleic Acids Research, 34(15): 4258-68
(2006).
I.F. 7,836
5. Maone, E., Di Stefano, M., Berardi, A., Benelli, D., Marzi, S., La Teana, A., Londei, P.
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“Functional analysis of the translation factor aIF2/5B in the thermophilic archaeon Sulfolobus
solfataricus”. Molecular Microbiology, 65(3): 700-13 (2007).
I.F. 4,819
6. Benelli, D., Londei, P. “In vitro studies of archaeal translational initiation”. Methods in
Enzymology, 430: 79-109 (2007).
I.F. 1,9
7. Benelli, D., Marzi, S., Mancone, C., Alonzi, T., La Teana, A. and Londei, P. “Function and
ribosomal localization of aIF6, a translational regulator shared by archaea and eukarya”. Nucleic
Acids Research, 37 (1): 256-67 (2009).
I.F. 7,836
8. Benelli, D., Londei, P. “Begin at the beginning: evolution of translational initiation”. Research in
Microbiology, 160 (7): 493-501 (2009).
I.F. 2,405
9. Cobucci-Ponzano B, Guzzini L, Benelli D, Londei P, Perrodou E, Lecompte O, Tran D, Sun J,
Wei J, Mathur EJ, Rossi M, Moracci M. “Functional characterization and high-throughput proteomic
analysis of interrupted genes in the archaeon Sulfolobus solfataricus” J Proteome Res. 2010 May
7;9(5):2496-507.
I.F. 5,460
10. Benelli, D., Londei P. “Translation initiation in Archaea: conserved and domain-specific
features” Biochem Soc Trans. 2011 Jan 19;39(1):89-93.
I.F. 3,989
11. Blombach F, Launay H, Zorraquino V, Swarts DC, Cabrita LD, Benelli D, Christodoulou J,
Londei P, van der Oost J. “An HflX-type GTPase from Sulfolobus solfataricus binds to the 50S
ribosomal subunit in all nucleotide-bound states” J Bacteriol. 2011 Jun;193(11):2861-7.
I.F. 3,726
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