OBIETTIVI FORMATIVI

Approfondimento di aspetti strutturali e funzionali della cellula eucariote, con particolare riferimento a comunicazione e movimento cellulare

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La biologia cellulare ha lo scopo di approfondire le interazioni tra i diversi componenti cellulari, in particolare quelle che svolgono un ruolo nella regolazione dell’espressione genica, sia termini di produzione che di eliminazione delle proteine. Partendo dal nucleo e dalle sue interazioni con il citoscheletro, si passerà ad analizzare altri organelli cellulari, pathways deputati alla regolazione dell’espressione genica e alla comunicazione tra cellule sia mediante la formazione di strutture specifiche che mediante il passaggio di proteine. 

Lo studio dei processi cellulari sarà affrontato sia da un punto di vista teorico, delineando il ruolo di diversi meccanismi sia in condizioni fisiologiche che nella patologia, sia da un punto di vista pratico, guidando lo studente allo studio dei meccanismi cellulari mediante la descrizione di approcci sperimentali a complessità progressivamente crescente (espressione di proteine in vitro, produzione di cellule staminali indotte, organoidi).

Lo studente sarà in grado di descrivere:

1. Il ruolo della comunicazione tra citoscheletro e nucleo nell’espressione genica
2. I processi coinvolti nella vita di una proteina dalla sua nascita alla sua eliminazione, in particolare il ruolo dei microRNA, del sistema ubiquitina-proteasoma e l’autofagia, riuscendo così a visualizzare la complessità delle interazioni intracellulari
3. La risposta cellulare a una proteina malfunzionante e la conseguenza del malfunzionamento di questi meccanismi, con particolare attenzione alle proteine da aggregazione e ai difetti di autofagia.
4. Metodi di comunicazione intercellulare, differenziamento cellulare, ruolo e utilizzo delle cellule staminali
5. Il tipo di approccio sperimentale adatto per lo studio dei processi descritti, grazie alla illustrazione di svariati metodi biotecnologici utilizzati nello studio della biologia cellulare.

PREREQUISITI

Per meglio comprendere tutti gli argomenti del corso, è’ richiesto che lo studente abbia acquisito le conoscenze di base della citologia e della genetica.

MODALITA' DIDATTICHE

48 ore di lezioni frontali erogate mediante presentazioni multimediali.

Durante le lezioni verranno inoltre progressivamnete richiamate nozioni già acquisite nelle lezioni precedenti, al fine di aiutare lo studente a collegare i vari argomenti proposti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Cenni sull'organizzazione cellulare in particolare sulle interazioni tra nucleo e citoscheletro nella regolazione dell'espressione genica
2. Comunicazione intercellulare tramite processi cellulari: citonema e "tunneling nanotubes"
3. Nucleo e sensibilità meccanica e ruolo nella regolazione dell'espressione genica
4. Ruolo dell'RNA non codificante nell'espressione genica (microRNA e loro regolazione, long ncRNA, circ-RNA)
5. Regolazione dell'espressione post-traduzionale e ruolo dei meccansimi di eliminazione delle proteine (sistema UPS, autofagia, tipi selettivi di autofagia) 
6. Sistemi di controllo di qualità della cellula (ER-stress signaling, ER-phagy)
7. Interazione tra autofagia e apoptosi (quando la cellula sceglie cosa?)
8. Proteine da aggregazione e risposta cellulare (esempi di patologie neurodegenerative)
9. Diffusione intercellulare di aggregati e loro ruolo nelle patologie neurogedenerative
10. Utilizzo di tools cellulari e molecolari per lo studio dei meccanismi analizzati (plasmidi di espressione, plasmidi reporter, pianificazione di approcci sperimentali)
11. Sistemi a complessità crescente per lo studio di processi di biologia cellulare (colture cellulari monostrato, 2D, 3D, organoidi, sistemi 4D) con esempi mirati allo studio delle proteine da aggregazione e ai microRNA.
12. cellule staminali e loro utilizzo; produzione e utilizzo di cellule pluripotenti staminali indotte (iPSCc) 
13. EMT/MET e ruolo nelle iPSCs

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutte le diapositive utilizzate durante le lezioni sono disponibili su AulaWeb al termine di ogni ciclo di lezioni.

Un supporto allo studio di alcune parti del corso è fornito dal testo Alberts - Biologia molecolare della Cellula - Zanichelli

Saranno inoltre forniti articoli specifici per ogni argomento trattato nelle lezioni.