Corso di Laurea in Biotecnologie

La comprensione dei contenuti del modulo richiede di aver acquisito solide basi relativamente a tutti gli insegnamenti previsti per i primi due anni del Corso di Studi, in particolare l’insegnamento di Biologia Molecolare e Bioinformatica.

Il modulo si propone di fornire un'ampia ed aggiornata panoramica sulle metodiche di Biologia Molecolare usate correntemente a scopi di ricerca e sviluppo, con particolare enfasi sulle tecniche più moderne. In particolare, il modulo fornirà le nozioni teorico/pratiche necessarie alla comprensione delle moderne tecnologie di sequenziamento degli acidi nucleici, delle loro applicazioni genomiche, trascrittomiche ed epigenomiche e della loro integrazione con altre metodiche. Verranno fornite inoltre nozioni avanzate sulle tecnologie più moderne per l’ingegnerizzazione degli acidi nucleici, con particolare riguardo a quelle necessarie per lo sviluppo di complessi modelli cellulari e animali. Un aspetto fondamentale dell'insegnamento sarà di mettere in evidenza come le diverse tecnologie affrontate possono essere integrate per rispondere a specifici quesiti biologici. A questo scopo verranno analizzati diversi casi di studio tratti dalla letteratura scientifica recente.

Al termine dell'insegnamento, gli studenti dovranno dimostrare di aver acquisito un'approfondita conoscenza delle basi teoriche su cui si fondano le metodiche sperimentali analizzate durante le lezioni frontali e le esercitazioni. Inoltre dovranno dimostrare di saper scegliere in modo appropriato le tecnologie necessarie alla soluzione di specifici quesiti biologici e di saperele integrare correttamente allo scopo.

 

• Tecnologie di sequenziamento di seconda generazione.
• Cenni sulle tecnologie di sequenziamento di terza generazione.
• Applicazione delle tecnologie di sequenziamento all'analisi del genoma.
• Applicazione delle tecnologie di sequenziamento all'analisi del trascrittoma.
• Tecnologie tradizionali per l'analisi della regolazione di singoli geni, a livello di interazione tra DNA e proteine.
• Applicazione delle tecnologie di sequenziamento all'analisi dell'epigenoma.
• Progetto Ensembl: integrazione bioinformatica tra dati genomici, trascrittomici ed epigenomici.
• Metodi di clonaggio del DNA basati sulla ricombinazione generalizzata e sito-specifica: concetto di “ORFeoma”.
• Assemblaggio di frammenti di DNA di diverse grandezze: cenni di biologia sintetica.
• Metodi di amplificazione isotermica degli acidi nucleici.
• Alleli ricombinanti per la ricerca sperimentale in vivo.
• Applicazioni sperimentali con organoidi e PDX: vantaggi e limitazioni.
• Identificazione di geni drivers e geni passengers.
• Applicazioni di CRISPR/Cas9 e shRNA.
• Geni reporter: design e applicazioni
• Analisi single-cell comparate ad analisi bulk-population.
• Tecniche ed Applicazioni di Interattomica.
• Smart drug design: small molecules, peptidi e degradatori.
• Esercitazioni: Principali problematiche e approcci integrati per lo studio delle basi molecolari del cancro.
• Esercitazioni: Principali problematiche e approcci integrati per lo studio delle basi molecolari delle malattie genetiche.

I tre quarti delle lezioni verranno svolte in forma frontale in presenza. Un quarto delle lezioni verrà svolta sotto forma di seminari ed esercitazioni, aventi per oggetto l’analisi di articoli scientifici tratti dalla letteratura recente, l'esplorazione delle risorse bioinformatiche disponibili in rete ed esercizi mirati alla soluzione di problemi pratici.

I concetti e le nozioni appresi dallo studente verranno verificati mediante colloquio orale. In particolare, la verifica riguarderà sia la competenza acqusita sugli argomenti teorici trattati nel corso e sui loro presupposti, sia la capacità di affrontare problemi a carattere applicativo integrando le diverse conoscenze.

Seminari su articoli scientifici presentati dagli studenti, integrati da approfondimenti da parte del docente. Esercitazioni su risorse bioinformatiche pubbliche, svolte al calcolatore in aula o nei laboratori informatici del Centro di Biotecnologie Molecolari.

In alternativa al testo consigliato, potrà essere usato come riferimento il testo utilizzato nei corsi di Biologia Molecolare degli anni precedenti.

Verranno inoltre fornite reviews volte ad illustrare le tecniche più recenti trattate nel corso e la loro integrazione. Infine verranno forniti articoli da riviste scientifiche, su cui verrà basata l’attività seminariale.