Dal 1977 al 1986 ha lavorato presso il Laboratorio di Biologia Molecolare del Medical Research Council a Cambridge (Inghilterra) e nel Laboratorio Europeo di Biologia Molecolare (EMBL) di Heidelberg. L’interesse scientifico prevalente è stato concentrato sulla analisi genetica della replicazione dei plasmidi di E.coli e lo studio strutturale e funzionale della proteina regolatrice Rop.
Dal 1986 lavora presso il Dipartimento di Biologia della Facoltà di Scienze MM.FF.NN dell’Università degli Studi di Roma.

L’interesse scientifico primario è stato lo svilupppo di metodi genetici per lo studio dell’interazione proteina-proteina Per affrontare la problematica ha contribuito a sviluppare una tecnologia originale che permette la costruzione di vasti repertori molecolari e la loro presentazione sul capside di batteriofagi. Tale tecnologia nota con il nome di “phage display” permette di trovare, in maniera relativamente semplice e con metodi selettivi, ligandi per qualsivoglia target molecolare. Inoltre, ha contribuito ad acquisire nuove tecnologie per lo studio delle interazioni proteina-proteina, quali il doppio ibrido in lievito o la costruzione di librerie di esposizione su fago lambda. La dott.ssa Castagnoli ha anche sviluppato un’altra tecnica genetica che permette di selezionare e/o studiare proteine o domini proteici che sono in grado di dimerizzare utilizzando un sistema di doppio ibrido in fago.
Sono state introdotte metodologie che permettono una veloce selezione e/o screening di numerosi interattori. Sono quindi utilizzati chip di peptidi sintetizzati su diversi supporti, per caratterizzare l’intera potenzialità di legame di uno specifico dominio proteico. Molti domini proteici sono stati analizzati EH, WW o SH3, su peptidi naturali oppure SH2 o 14-3-3 su peptidi opportunamente modificati con fosforilazione di tirosine e/o serine-treonine. Sono stati identificati interattori di questi domini in S. cerevisiae e uomo.Interattori di particolare interesse biologico sono stati verificati in vivo con colocalizzazione o coimmunoprecipitazione.
Fra le modificazioni sono state particolarmente studiate le ubiquitinazioni e le neddilazioni. Un altro sforzo è stato dedicato alla identificazione di domini capaci di riconoscere e legare specificatamente o promiscuamente le piccole proteine modificatrici una volta legate covalentemente ai propri substrati. Questo progetto è stato affrontato sia utilizzando il phage-display che collaborazioni internazionali per la caratterizzazione di interattori mediante la spettrometria di massa.
Negli ultimi anni, l’interesse scientifico si è concentrato sulla definizione del fosfo-proteoma cellulare. Da una parte si stà cercando di descrivere la dinamica dela fosforilazione delle diverse proteine in risposta a stimoli ormonali , tipo insulina o fattore di crescita epidermico (EGF). In parallelo si cerca di mappare sia i residui modificati che le interazioni proteiche che queste modificazioni possono indurre. Questo lavoro viene condotto su diverse linee cellulari, utilizzando tecniche di proteomica, biochimica e genetica, al fine di cogliere sia la dinamica della modificazione, interazione e localizzazione in un particolare tipo cellulare ma anche la similarità e differerenza della risposta cellulo-specifica. Un ingente sforzo è stato dedicato a clonare ed esprimere tutte le fosfatasi umane.

Santonico, E., Belleudi, F., Panni, S., Torrisi, M. R., Cesareni, G., and Castagnoli, L. Multiple modification and protein interaction signals drive the Ring finger protein 11 (RNF11) E3 ligase to the endosomal compartment. Oncogene 29, 5604-5618.
Panni, S., Montecchi-Palazzi, L., Kiemer, L., Cabibbo, A., Paoluzi, S., Santonico, E., Landgraf, C., Volkmer-Engert, R., Bachi, A., Castagnoli, L., and Cesareni, G. Combining peptide recognition specificity and context information for the prediction of the 14-3-3-mediated interactome in S. cerevisiae and H. sapiens. Proteomics 11, 128-143.
Ferrari, E., Tinti, M., Costa, S., Corallino, S., Nardozza, A. P., Chatraryamontri, A., Ceol, A., Cesareni, G., and Castagnoli, L. Identification of new substrates of the protein-tyrosine phosphatase PTP1B by Bayesian integration of proteome evidence. J Biol Chem 286, 4173-4185.
Ceol, A., Chatr Aryamontri, A., Licata, L., Peluso, D., Briganti, L., Perfetto, L., Castagnoli, L., and Cesareni, G. MINT, the molecular interaction database: 2009 update. Nucleic Acids Res 38, D532-539.
Carducci, M., Licata, L., Peluso, D., Castagnoli, L., and Cesareni, G. Enriching the viral-host interactomes with interactions mediated by SH3 domains. Amino Acids 38, 1541-1547.
Tomassi, L., Costantini, A., Corallino, S., Santonico, E., Carducci, M., Cesareni, G., and Castagnoli, L. (2008). The central proline rich region of POB1/REPS2 plays a regulatory role in epidermal growth factor receptor endocytosis by binding to 14-3-3 and SH3 domain-containing proteins. BMC Biochem 9, 21.

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