OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso introdurrà gli studenti ai principi e agli approcci sperimentali dello sviluppo animale, dalla gametogenesi alla formazione degli organi. Saranno trattati argomenti quali l’interazione tra i gameti, la formazione del piano corporeo, la comunicazione tra le cellule, il differenziamento cellulare, la regolazione dell’espressione genica durante lo sviluppo, i movimenti morfogenetici e l’organogenesi. Inoltre si forniranno allo studente le competenze teoriche pratiche che permettano il riconoscimento delle principali fasi di sviluppo embrionale di alcuni organismi modello quali: riccio di mare, anfiosso, Ciona, pesci, rana, pollo e mammifero.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione alle attività formative previste (lezioni frontali e attività in laboratorio) consentiranno allo studente di acquisire gli aspetti più importanti della Biologia dello Sviluppo.

Nello specifico lo studente sarà in grado di:

- conoscere le fasi dello sviluppo embrionale di diversi organismi modello

- conoscere e descrivere i processi di gametogenesi e fecondazione, segmentazione, gastrulazione e neurulazione sia in organismi invertebrati, con sviluppo a mosaico, che in vertebrati, con sviluppo regolativo.

- conoscere e descrivere i meccanismi che controllano i processi di morfogenesi, organogenesi e differenziamento cellulare.

- conoscere e descrivere i meccanismi alla base dei processi rigenerativi e dello sviluppo postembrionale.

PREREQUISITI

Per una adeguata comprensione delle tematiche trattate nel programma sono necessarie le conoscenze fornite nei corsi di Citologia e Istologia ed Anatomia Comparata.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si compone di lezioni frontali e di esercitazioni in laboratorio.

Le lezioni frontali saranno svolte mediante l’ausilio di presentazioni powerpoint.

Le esercitazioni di laboratorio si svolgeranno in laboratori attrezzati con stereomicroscopi.

In particolare le esercitazioni verranno svolte con posto individuale allo stereo microscopio per l’osservazione di modelli di embrioni a diversi stadi di sviluppo forniti dal docente o preparati dagli stessi studenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione all'insegnamento.  Sviluppo negli Eucarioti unicellulari e coloniali. Evoluzione del differenziamento. Protostomi e Deuterostomi. Formazione delle cellule germinali. Meiosi. Spermatogenesi. Oogenesi. Struttura dello spermatozoo e dell'uovo. Riconoscimento tra spermatozoo e uovo: attrazione dello spermatozoo, reazione acrosomiale, blocco rapido e lento della polispermia. Attivazione precoce e tardiva del metabolismo dell'uovo. Fecondazione interna nei Mammiferi: capacitazione degli spermatozoi, reazione acrosomiale. Fusione del materiale genetico. Territori presuntivi. Determinazione del destino delle cellule. Meccanismi di differenziamento cellulare. Sviluppo a mosaico e sviluppo regolativo. Potenzialità e gradienti nell'oocita. Determinazione progressiva delle cellule embrionali. Centro di Nieuwkoop e organizzatore di Speeman. Induzione embrionale primaria. Molecole coinvolte nelle interazioni induttive. Controllo della specificità regionale.

Tipi di segmentazione in Protostomi e Deuterostomi. Meccanismi della segmentazione. Cariocinesi e citocinesi. Tipi di gastrulazione in Protostomi e Deuterostomi. Processi morfogenetici coinvolti nella gastrulazione. Meccanismi di formazione e impianto della blastocisti nei Mammiferi compreso l’uomo. Formazione delle membrane extraembrionali nei Vertebrati. Annessi embrionali. Tipi di placenta nei Mammiferi compreso l’uomo. Controllo molecolare della migrazione dei foglietti embrionali. La neurulazione nei Vertebrati. Morfogenesi del sistema nervoso centrale. Creste neurali e loro derivati. Mesoderma dorsale e differenziazione dei somiti. Mesoderma della piastra laterale: miogenesi, angiogenesi ed emopoiesi. Endoderma e suoi derivati. Sviluppo dell'occhio nei vertebrati.

La determinazione primaria e secondaria del sesso nei Mammiferi. Determinazione ambientale del sesso. Sviluppo post-embrionale nei Vertebrati. Metamorfosi, rigenerazione e invecchiamento.

Cellule staminali embrionali e adulte. Esempi di rigenerazione dei tessuti.

Modelli in vivo per lo studio delle malattie.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutte le presentazioni Power Point del corso sia teorico che di laboratorio e altro materiale didattico saranno disponibili su AulaWeb.

Il libro indicato è suggerito come testo di appoggio, ma gli studenti possono comunque utilizzare anche altri testi di livello universitario. Il testo consigliato è disponibile e consultabile presso la biblioteca della Scuola di Scienze M.F.N. e presso il docente.

S.F. GILBERT e MJF Barresi, Biologia dello Sviluppo. V ed. Zanichelli.