CODICE 104195 ANNO ACCADEMICO 2023/2024 CFU 6 cfu anno 1 BIOLOGIA APPLICATA E SPERIMENTALE 11158 (LM-6) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE BIO/11 LINGUA Italiano SEDE GENOVA PERIODO 2° Semestre MODULI Questo insegnamento è un modulo di: BIOTECNOLOGIE E GENETICA MOLECOLARE MATERIALE DIDATTICO AULAWEB OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Nell’insegnamento di Biotecnologie biomediche gli studenti approfondiranno le conoscenze sulle principali tecniche di produzione di microorganismi (procarioti ed eucarioti) e organismi geneticamente modificati (invertebrati e mammiferi) per la ricerca di base, per la creazione di modelli animali di malattia e per la produzione di proteine ricombinanti a fini industriali o terapeutici. Verranno inoltre approfonditi i principi della terapia genica e delle moderne terapie cellulari, nonché i principi delle 3R applicati alla sperimentazione animale e le nuove metodologie di ricerca sostitutive della sperimentazione animale. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Nell’insegnamento di "biotecnologie biomediche" gli studenti approfondiranno le conoscenze sulle principali tecniche di produzione di microorganismi e organismi geneticamente modificati con approfondimenti sui principi scientifici alla base delle tecniche di trasformazione genetica della cellula eucariotica (gene targeting) anche finalizzata del silenziamento genico a livello cellulare e animale (es. topi knock out). Verranno altresì illustrate le principali tecniche di produzione di proteine ricombinanti in procarioti (batteri) ed eucarioti (lievito, cellule di insetto e di mammifero). Inoltre una parte del corso sarà dedicata a fornire una più approfondita conoscenza dell'uso delle cellule staminali (embrionali, pluripotenti indotte e adulte) nelle terapie cellulari con particolare attenzione all’utilizzo nei moderni protocolli clinici delle cellule staminali emopoietiche e mesenchimali e delle tecniche di terapia genica e dei principali protocolli clinici in uso nel mondo. Infine particolare attenzione verrà dedicata alla comprensione dei principi delle 3R nella sperimentazione animale, data l’importanza che questa riveste nella ricerca biomedica, ed al rispetto di questi principi (replacement, reduction refinement) nel disegno sperimentale che fa utilizzo di animali senzienti. Nel rispetto di tali principi verranno inoltre illustrate le tecniche di sperimentazione biomedica con metodi alternativi alla sperimentazione animale più all’avanguardia come gli organoidi, le colture 3D, e i sistemi micro e milli-fluidici. L’insegnamento permetterà così di far conoscere agli studenti tutti i principali metodi della ricerca biomedica e biotecnologica per mettere in grado il futuro ricercatore di utilizzare i mezzi di ricerca appropriati alla soluzione di problemi sperimentali ed alla creazione di nuovi modelli di studio per le patologie umane. MODALITA' DIDATTICHE Le tematiche del corso saranno approfondite attraverso lezioni frontali con ampia discussione degli argomenti. Inoltre saranno proposti dei laboratori didattici, con partecipazione libera degli studenti, per l'approfondimento di tecniche di analisi molecolari e cellulari tipici della ricerca biomedica. PROGRAMMA/CONTENUTO Per il modulo di Biotecnologie, in dettaglio saranno affrontate le seguenti tematiche: Nuovi metodi di clonaggio genico: golden gate, biobricks, Gibson assembly. Produzione di organismi unicellulari geneticamente modificati, tecniche e impieghi. Produzione di proteine ricombinanti in batteri, lieviti e cellule di insetto e di mammifero. Animali transgenici, tecniche biotecnologiche produzione dagli invertebrati (C. Elegans, D. melanogaster) ai mammiferi (M. musculus). Terapie cellulari con cellule staminali adulte: HSC ed MSC La scoperta delle iPSC e i loro possibili impieghi in campo biomedico La terapia genica: introduzione alla tecnica, metodi di trasferimento virali e non virali, protocolli di terapia genica dal 1990 ad oggi Moderne tecniche di editing del genoma: meganucleasi, zinc finger nucleasi, TALE nucleasi e sistema CRISPR/CAS9 I principi delle 3R: i limiti della sperimentazione animale e lo sviluppo di nuove tecnologie alternative più predittive rispetto al modello animale, la produzione di organoidi, i sistemi cellulari 3D dinamici, micro-fluidica e milli-fluidica. TESTI/BIBLIOGRAFIA - T. STRACHAN, J. GOODSHIP. P. CHINNERT, Genetica & genomica, Zanichelli, 2016 - T. STRACHAN, A. P. READ, Genetica molecolare umana, Zanichelli, 2012 Articoli e presentazioni selezionate, utilizzate durante le lezioni, saranno disponibili su AulaWeb al termine di ogni ciclo di lezioni dedicate a un argomento del programma. DOCENTI E COMMISSIONI SONIA SCARFI' Ricevimento: Gli studenti possono chiedere un appuntamento per delucidazioni in qualsiasi momento inviando una mail a soniscarfi@unige.it o telefonando in studio 010 3350227. Lo studio si trova in Via A. Pastore 3 (di fronte al Bar Mentelocale), primo piano, salire la scala antiincendio. Commissione d'esame SONIA SCARFI' (Presidente) SILVIA VIAGGI (Presidente) EMANUELE BOSI MARCO GIOVINE DOMENICO COVIELLO (Supplente) SERENA PATRONE (Supplente) MARINA POZZOLINI (Supplente) LUIGI VEZZULLI (Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI Prima settimana di marzo 2023 Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME L'esame di profitto consiste in un colloquio con lo studente della durata di circa 20-30 minuti in cui si verificheranno le conoscenze acquisite. MODALITA' DI ACCERTAMENTO L'accertamento delle conoscenze acquisite avverrà proponendo allo studente di discutere e approfondire con il docente almeno tre argomenti trattati durante il corso dimostrando di aver compreso l'argomento, lo scopo e le tecniche biotecnologiche che ne stanno alla base. Inoltre lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito la corretta proprietà di linguaggio e la terminologia adeguata per dicutere le tematiche dell'insegnamento.