PRESENTAZIONE

L'insegnamento si propone di presentare i principi fondamentali e i meccanismi molecolari che controllano e regolano i principali aspetti dello sviluppo animale: formazione degli assi corporei, differenziamento cellulare, morfogenesi e organogenesi. Durante l'insegnamento verranno illustrati gli approcci sperimentali, sia classici che moderni, che sono stati utilizzati nello studio dei processi di sviluppo.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce una solida preparazione di base nelle conoscenze sullo sviluppo embrionale e sullo svolgimento del ciclo vitale di organismi modello, compresi i saggi biologici che nel corso dell’ultimo decennio hanno posto le basi per la comprensione dei meccanismi che tale sviluppo guidano e regolano. Il corso fornisce inoltre gli elementi per la conoscenza delle possibili interazione tra l’ambiente e le sue alterazioni e gli organismi in sviluppo, fornendo gli elementi che guidano verso un comportamento etico e orientato alla responsabilità sociale

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, dalla fecondazione alla morfogenesi ed all'impiego di diversi organismi modello.

Nello specifico l'insegnamento si prefigge di  fornire le conoscenze di base sulle diverse fasi dello sviluppo embrionale di diversi organismi modello e i meccanismi morfogenetici per la costruzione di organi e apparati.

I risultati attesi sono:

1. Conoscenze e Comprensione.

a. conoscenza della terminologia di biologia dello sviluppo

b. conoscenza dei processi di gametogenesi e fecondazione, segmentazione, gastrulazione e neurulazione sia in organismi invertebrati che in vertebrati.

c. conoscenza dei meccanismi che controllano i processi di morfogenesi, organogenesi e differenziamento cellulare.

d. conoscenza dei meccanismi alla base dei processi rigenerativi e dello sviluppo postembrionale.

2. Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
a. Saper riconoscere e descrivere in modo appropriato lo sviluppo embrionale di organismi invertebrati e vertebrati 

b. Integrare le conoscenze relative ai meccanismi alla base della staminalità e del differenziamento cellulare 

3. Competenze trasversali.
Le conoscenze acquisite sono indispensabile bagaglio culturale per la piena comprensione dell'anatomia degli organi e dei tessuti e dello sviluppo di cellule e tessuti in diversi modelli animali 

PREREQUISITI

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

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.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

SIMONA CANDIANI (Presidente)

MATTEO BOZZO

SARA FERRANDO

ANDREA AMAROLI (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Consultare orario dettagliato al seguente link: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

BIOLOGIA DELLO SVILUPPO E LABORATORIO

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento richiesto per ogni argomento saranno forniti nel corso delle lezioni.

L'esame consiste in una prova orale.

L'esame orale è relativo agli argomenti trattati durante il corso. Viene sempre condotto dai titolari del corso e ha una durata di almeno 30 minuti (tipicamente 45 minuti).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame è finalizzato a valutare le conoscenze degli elementi fondamentali della materia e la capacità di collegamento tra i vari argomenti.

L’esame orale verterà sugli argomenti trattati durante le lezioni frontali e avrà lo scopo di valutare sia la corretta comprensione degli argomenti, sia la capacità dello studente di applicare quanto acquisito. Lo studente dovrà essere in grado di collegare e integrare le conoscenze apprese durante il corso teorico e le esercitazioni in laboratorio.

La commissione valuterà anche la capacità di esporre gli argomenti in modo chiaro e con una terminologia corretta.

Con queste modalità la commissione sarà in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Quando questi non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte dei docenti titolari.

Per i casi con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali, si applicano la normativa e i regolamenti in tema di disabilità e DSA di Ateneo (https://unige.it/disabilita-dsa/studenti-disabilit%C3%A0-normativa).

Cfr. inoltre la sezione “Altre informazioni della presente scheda insegnamento.

ALTRE INFORMAZIONI

La frequenza alle lezioni è fortemente raccomandata e quella ai laboratori è obbligatoria in misura di almeno il 70% delle ore svolte.

Si consigliano i casi con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare sia il referente di Dipartimento, Prof.ssa Sara Ferrando, sia il docente all’inizio delle lezioni per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi/dispensativi riconosciuti dal Servizio per gli studenti DSA di Ateneo.