PNA/DNA chimeras for biotechnological applications

[ITALIANO] Argomento della presente tesi ਠl'applicazione di chimere al campo terapeutico e diagnostico. E' stata innanzitutto realizzata una sintesi conveniente di monomeri Mmt-PNA, una nuova strategia per l'ottenimento di un linker oltre all'oligomerizzazione e purificazione di chimere PNA/DNA. Migliorando sia sintesi e purificazione dei monomeri che quella degli oligomeri ਠstato possibile ottenere chimere 3'PNA-DNA in elevata scala ed elevata purezza. Le quantità  ottenute di chimere pure ha consentito l'utilizzo di queste molecole per la prima volta in vivo in esperimenti in cui ਠstata studiata la capacità  di duplex chimeriche di interagire e bloccare HMGB1, una proteina che lega il DNA ed ਠimplicata in molte malattie infiammatorie. Nella seconda parte di questa tesi ਠdescritta la sintesi di monomeri Mmt-alanil PNA realizzata presso l'Institut fà¼r Organische und Biomolekulare Chemie della Georg-August-Università¤t di Gà¶ttingen (Germania) sotto la direzione del Prof. Dr. Ulf Diederichsen. Oligomeri di alanil PNA formano complessi stabili di doppi filamenti in accordo con lo schema di riconoscimento delle nucleobasi di Watson e Crick, ma non riconoscono DNA o RNA complementari. I monomeri corrispondenti sono building block adatti per la sintesi in fase solida di chimere alanil PNA-DNA utili in diagnostica in un approccio molecular beacon. / [ENGLISH] This thesis deals with the application of PNA/DNA chimeras to therapeutic and diagnostic problems. As first point a convenient synthesis of Mmt PNA monomers, a new route to a Mmt linker and the oligomerisation of PNA/DNA chimeras were realised. By improving both monomer and chimeric oligomer synthesis and purification it was possible to obtain 3'PNA-DNA chimeras in large scale and high purity. The obtained quantities of pure chimeras allowed us to use these molecules for the first time in vivo in experiments where the ability of the chimera:chimera duplex to interact and block HMGB1, a DNA binding protein that is implied in many inflammatory diseases, was studied in collaboration with Dr. Marco Bianchi of “Ospedale S. Raffaele” (Milan) and with Dr. Silvano Fumero of the Creabilis Therapeutics S.P.A. (Ivrea). As second point of this thesis the synthesis of Mmt alanyl-PNA monomers, realised in the Institut fà¼r Organische und Biomolekulare Chemie of the Georg-August-Università¤t of Gà¶ttingen, under the direction of Prof. Dr. Ulf Diederichsen, is described for all canonical nucleobases. Alanyl-PNA oligomers form specific and stable double strands based on nucleobase recognition, but do not recognize complementary DNA/RNA. The corresponding monomers are building blocks suitable for the solid phase assembly of chimeric alanyl-PNA/DNA molecules useful in the molecular beacon approach and were synthesized in this thesis.