PRESENTAZIONE

Il corso tratta i principi e le tecniche più avanzate della biologia molecolare e la loro applicazione nella ricerca biomedica. Il corso esaminerà in modo approfondito il controllo genetico ed epigenetico dell'espressione genica e mostrerà come i dati di trascrittomica e genomica hanno cambiato la nostra comprensione di questi aspetti chiave. Il corso si concentrerà inoltre sui metodi sperimentali che la ricerca biotecnologica e biomedica stanno attualmente sviluppando per affrontare questi temi.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si pone come obiettivi di approfondire le conoscenze di base della biologia molecolare degli studenti di biotecnologie affrontando nel dettaglio i meccanismi funzionali dei processi biomolecolari nucleari e fornendo agli studenti gli strumenti conoscitivi e metodologici per affrontare i problemi della ricerca applicata alla biologia molecolare della cellula.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'obiettivo del corso è quello di insegnare agli studenti le basi dell'epigenetica affrontando in dettaglio i meccanismi funzionali dei processi biomolecolari nucleari nel nucleo cellulare e il ruolo degli RNA, sia nel nucleo che all'esterno di esso, nella regolazione dell'espressione genica. Inoltre, il corso si propone di insegnare tecniche all'avanguardia nel campo della biologia molecolare come i metodi più aggiornati di clonazione molecolare e la tecnologia di sequenziamento di nuova generazione.

Nelle lezioni di Laboratorio, gli studenti impareranno a utilizzare la tecnica di clonaggio Gibson Assembly e i moderni strumenti biomolecolari per il sequenziamento Nanopore e impareranno a gestire i dati ottenuti dal sequenziamento.

Alla fine del corso, gli studenti saranno in grado di scegliere, pianificare e utilizzare le tecniche e le tecnologie più all'avanguardia della biologia molecolare per rispondere a specifiche domande nella ricerca biotecnologica di base e applicata.

MODALITA' DIDATTICHE

Sono previste lezioni frontali per la parte teorica e laboratori sperimentali e bioinformatici per la parte pratica. Gli studenti saranno coinvolti in discussioni durante tutto il corso per valutare il loro livello di conoscenza e comprensione degli argomenti trattati durante le lezioni, e sarà loro richiesto di preparare e discutere una presentazione in inglese su un argomento di interesse che verrà deciso durante il corso.

Si consigliano i casi con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare sia il referente di Dipartimento 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

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Argomenti delle lezioni teoriche:

La struttura e il significato degli elementi regolatori dei geni
Organizzazione strutturale e funzionale della cromatina nel nucleo cellulare
Processi di modificazione e rimodellamento della cromatina
Controllo epigenetico dell'espressione genica mediante metilazione e acetilazione del DNA, metilazione, ribosilazione dell'ADP, fosforilazione, ubiquitinazione/sumoilazione degli istoni
Classificazione, ruoli e significato degli RNA non codificanti (lunghi non codificanti e micro)
Le cellule staminali pluripotenti indotte come paradigma di riprogrammazione epigenetica catastrofica della cellula somatica
Storia e sviluppo moderno degli strumenti di editing genomico: meganucleasi, nucleasi zinc finger, nucleasi TALE, nucleasi CRISPR/CAS
Al termine della prima parte del corso (12 lezioni) gli studenti saranno tenuti a preparare una presentazione su un argomento di interesse scelto liberamente e discusso durante le lezioni.
Metodi di clonazione molecolare: Gibson Assembly; Porta d'oro/MoClo; Assemblaggio di BioBrick
Sequenziamento di prossima generazione: sequenziamento per sintesi; Sequenziamento mediante legatura (sequenziamento SOLiD); Sequenziamento dei nanopori;
Preparazione della libreria NGS: sequenziamento dell'esoma; sequenziamento mirato del genoma; RNAseq
Sequenziamento di singole cellule (genomica 10X)

• Argomenti dei laboratori didattici:

Preparazione di una library di di sgRNA per screening CRISPR/Cas9 tramite Gibson Assembly

Sequenziamento della library tramite nanopore sequencing

Analisi dei risultati di sequenziamento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Non sono previsti testi specifici, il programma da studiare è contenuto nelle slides delle lezioni consultabili su aulaweb.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

IRENE APPOLLONI (Presidente)

SONIA SCARFI' (Presidente)

DAVIDE CERESA

PAOLO MALATESTA

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Primo semestre, prima settimana di ottobre.

Per dettagli consultare il link: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

È previsto un colloquio orale sui temi trattati durante le lezioni frontali con i docenti. Parte del voto finale deriverà da una presentazione orale (in inglese) che gli studenti dovranno produrre discutendo e approfondendo un argomento trattato durante le lezioni teoriche.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La preparazione degli studenti e le competenze sviluppate durante il corso saranno valutate dai docenti attraverso la dimostrazione di acquisizione di capacità di problem solving nella ricerca biomolecolare avanzata rispondendo a specifiche domande poste, affrontando problemi/argomenti sia pratici che teorici. Il livello di conoscenza e comprensione sarà verificato anche attraverso una presentazione orale per ciascuno studente che affronterà un tema di interesse scelto tra gli argomenti trattati durante le lezioni teoriche.