Forschung

Forschungsschwerpunkte: Proteomik, strukturelle Systembiologie, Proteinaggregation, Parkinson, Massenspektrometrie

Paola Picotti ist eine Biochemikerin. Das Picotti-Labor untersucht, wie Konformitätsänderungen bei Proteinen zelluläre Netzwerke, sowohl in ihrer herkömmlichen Physiologie als auch während Krankheiten beeinflussen. Das Labor entwickelte neue massenspektroskopische Methoden, um Veränderungen von Struktur und Funktion von Proteinen auf proteomischer Ebene in biologischen Proben wie Zellen oder Geweben zu beobachten. Diese Methoden werden vor allem angewandt, um die Effekte von Proteinaggregation in neurodegenerativen Krankheiten zu studieren, besonders bei Parkinson.

Die Picotti-Gruppe entwickelte eine strukturale Proteomiktechnik, von begrenzter Proteolyse in Verbindung mit Massenspektrometrie (LiP-MS), welche die Proteinkonfirmationsveränderungen im gesamten nachweisbaren Proteom mit aufwändigen Proben indirekt überwacht (Feng et al. Nat Biotechnology, 2014). Das daraus resultierende dynamische 3D-Proteom kann in funktionelle Proteomikscreenings integriert werden, woraus viel detailliertere Aufnahmen der komplexen Proteomdynamik entstehen als bei Proteinexpressionsscreenings allein. Diese strukturalen Proteomikscreenings ermitteln Proteinfunktionsänderungen durch zahlreiche molekulare Ereignisse (wie Katalyse, Allosterie, Protein-Protein-Interaktionen und Proteinaggregation) sowohl simultan als auch in situ mit einer Auflösung der einzelnen Funktionsorte. Ein Ziel des Picotti-Labors ist die Integration dieser dynamischen, strukturalen Proteomikdaten mit statischen Strukturdaten der Atomaren Ebene sowie mit biochemischem Wissen und Wissen der Systemebene, um neue quantitative Messungen für komplexe biologische Prozesse bereitzustellen und pathologische Zustände zu erkennen.

Das Picotti-Labor wendet diese neu entwickelten Ansätze aus der Proteomik an, um die Proteinaggregation zu studieren. Hier liegt der Fokus auf dem amylodogenen Protein Alpha-Synuklein (a-Syn), welches an Parkinson beteiligt ist. Hier entdeckte die Gruppe molekulare Regulatoren für die Toxizität von a-Syn und enthüllte damit potenzielle Ziele für die Modulation von Parkinson. Außerdem hat die Picotti-Gruppe jüngst die Determinanten für Protein- und Proteomthermostabilität entdeckt und eine Karte der Protein-Metabolit-Interaktionen.

Werdegang

• 2021 Gastprofessur, Universität Köln, Köln
• seit 2017 Außerordentliche Professorin (Tenure) für Molecular Systems Biology, Institut für Molekulare Systembiologie, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Zürich, Schweiz
• 2011-2017 Außerordentliche Professorin für Protein Network Biology, Institut für Biochemie, ETH, Zürich, Schweiz
• 2011 Gruppenleiterin, Institut für Biochemie, ETH, Zürich, Schweiz
• 2007-2010 Postdoktorandin, Institut für Molekulare Systembiologie, ETH, Zürich, Schweiz
• 2006 Postdoktorandin, MATI Excellence Centre, Universität Udine, Udine, Italien
• 2002 Forschungsstipendiatin, CRIBI Biotechnology Centre, Universität Padua, Padua, Italien

Funktionen

• 2018 Mitglied, Strategiekommission, Departement Biologie, ETH Zürich, Zürich, Schweiz
• 2018 Mitglied, Leitungsgruppe, Functional Genomics Center Zurich (FGCZ), Zürich, Schweiz
• 2017 Jurymitglied, Preis Massenspektroskopie in den Biowissenschaften, Deutsche Gesellschaft für Massenspektroskopie (DGMS)
• 2016 Mitglied, Beirat, Broad Institute, LINCS Center, Harvard Medical School (HMS), Harvard University, Cambridge, USA
• 2015 Mitglied, Forschungsausschuss, Parkinson Schweiz, Schweiz
• 2014 Vorsitzende, Arbeitsgruppe, Protein Aggregation Diseases, Human Proteome Project (HPP), Human Proteome Organization (HUPO), Houston, USA
• 2014 Wissenschaftlicher Beirat, Biognosys AG, Schlieren, Schweiz
• 2013 Mitglied, Vorstand, Proteomikabteilung, Life Sciences Switzerland (LS2), Schweiz
• 2013 Mitglied, Einstellungsausschuss, ETH, Zürich, Schweiz
• 2010 Mitglied, Editorial Board, Journal of Proteomics

Projekte

• 2020-2024 Mitglied, AntiResist (29 Gruppen), Schweizerischer Nationalfonds (SNSF)
• 2019-2024 Koordinatorin, Consolidator Grant „Three-dimensional dynamic views of proteomes as a novel readout for physiological and pathological alterations”, Europäischer Forschungsrat (ERC)
• 2019-2022 Mitglied, European Proteomics Infrastructure Consortium providing access (EPIC-XS), Horizon 2020, Europäische Union
• 2018-2022 Sinergia-Beitrag „CRSII5”, Schweizer Nationalfonds (SNSF), Schweiz
• 2018-2021 Koordinatorin, Technology Translation, Strategic Focus Area Personalized Health and Related Technologies (SFA-PHRT), ETH-Bereich, Zürich, Schweiz
• 2014-2019 Koordinatorin, Starting Grant „Unraveling the cellular responses to aberrantly-folded and aggregated proteins”, ERC

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• seit 2022 Mitglied, European Molecular Biology Organization (EMBO)
• 2021 Discovery in proteomics award, Human Proteome Organization (HUPO)
• 2021 Gewinnerin, Life Sciences Falling Walls Wettbewerb, Falling Walls Foundation, Berlin
• seit 2020 Mitglied, Deutsche Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2020 Rössler-Preis, ETH Zürich, Zürich, Schweiz
• 2019 Goldmedaille, EMBO
• 2018 Juan Pablo Albar Protein Pioneer Award, European Proteomics Association (EuPA)
• 2018 Friedrich-Miescher-Preis, Life Sciences Switzerland, Schweiz
• 2016 Robert J. Cotter Award, American Human Proteome Organization, USA
• 2016 Award for outstanding independent research in the field of mass spectrometry, Schweizerische Gruppe für Massenspektrometrie, Schweiz
• 2016 Young Investigator Award, EMBO
• 2014 “Top 40 under 40” Power List, The Analytical Scientist
• 2012 Latsis Preis, ETH, Zürich, Schweiz
• 2011 Forschungsprofessur, Schweizerischer Nationalfonds (SNF), Schweiz