OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Knowledge of the mode of inheritance of genetic disorders in humans and the underlying molecular mechanisms. Comprehension of experimental approaches for the detection of genetic factors associated to human diseases. Basic concepts on population genetics.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di approfondire i molteplici pattern di ereditarietà delle malattie genetiche e le cause molecolari sottostanti. Inoltre, presenteremo la varietà di approcci sperimentali allo studio delle malattie genetiche umane, inclusa le tecniche di citogenetica e le nuove tecnologie di sequenziamento del DNA. Affronteremo inoltre gli aspetti della gestione del dato bioinformatico inerenti al sequenziamento del DNA e degli approcci per lo dell'impatto funzionale delle varianti. Affronteremo quindi i concetti di base della genetica dei tumori e della genetica delle popolazioni. Infine, il corso fornirà informazioni sull'ereditarietà dei comuni disturbi poligenici e multifattoriali e presenterà metodi per identificare i fattori genetici di suscettibilità.

MODALITA' DIDATTICHE

Il Modulo di Genetica Umana è organizzato in lezioni frontali svolte in lingua inglese. I vari argomenti saranno illustrati dai docenti mediante l’utilizzo di Powerpoint e la presentazione di studi della letteratura scientifica. Gli studenti verranno stimolati a porre domande ed elaborare risposte nell’ambito di una didattica interattiva.

La parte pratica di Laboratorio viene svolta presso i laboratori della UOC Genetica Medica dell'Istituto Gaslini, Genova.

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

• MALATTIE MONOGENICHE MENDELIANE E COMPLESSE

Ereditarietà nell’Uomo: cenni storici

Malattie Monogeniche ad ereditarietà mendeliana

Malattie Autosomiche Recessive                                                                           

Malattie Autosomiche Dominanti                                                                          

Altre Malattie Monogeniche          

Malttie X-linked ed iniattivazione del cromosoma X

Malattie Y-linked                                                                                    

Malattie Mitocondriali                                                                                                                               

Oltre Mendel: malattie monogeniche complesse

Eterogeneità Genetica

Eterogeneità Allelica

Espressività variabile e penetranza incompleta

Alleli letali

Tratti sesso-specifici

Anticipazione e mutazioni dinamiche

Mutazioni de novo, mosaicismi gonadici e somatici

Malattie da difetti di imprinting ed espressione preferenziale di alleli parentali

• MUTAZIONI

Varianti polimorfiche del DNA

Classificazioni delle mutazioni

Anomalie cromosomiche e citogenetica

Il cariotipo umano

Anomalie numeriche e strutturali: classificazione e meccanismi

Anomalie dei cromosomi sessuali

Varianti del numero di copie del DNA (Copy Number Variants, CNVs)

Mutazioni puntiformi

Livello del DNA: sostituzioni e delezioni/inserzioni di basi

Livello proteico: Mutazioni codificanti

- La Fibrosi Cistica quale esempio di eterogeneità allelica

- Nonsense mediated mRNA decay

Livello proteico: Mutazioni non-codificanti

Mutazioni coinvolgenti lo splicing

Mutazioni introniche coinvolgenti elementi del DNA funzionali non codificanti

Livello Funzionale: Mutazioni Loss- or Gain-of-function

• IDENTIFICAZIONE DI MUTAZIONI NELLE MALATTIE GENETICHE                

Citogenetica convenzionale per l’identificazione di anomalie cromosomiche

Cariotipo e bandeggio cromosomico                                                                          

Il sistema Internazionale per la nomenclatura della Citogenetica (ISCN)

Citogenetica nella pratica clinica

Citogenetica Molecolare per l’identificazione di CNV

Fluorescence in situ hybridization (FISH)                                                                 

Comparative Genomic Hybridization(CGH)                                                                

DNA microarrays

- CGH Arrays   

- SNP Arrays                                                                                                                                              

Tecniche di Sequenziamento

Metodi di Sequenziamento (Overview)                                                            

Analisi di sequenziamento dei dati

Database Genetici e Browsers Genomici

Applicazione dei metodi di sequenziamento nella Genetica Umana

Test Genetici      

 - Analisi dell’Esoma nel setting clinico      

- Identificazione di anomalie cromosomiche

- Long Reads Sequencing per l’analisi di sequenze ricche in GC e ripetizioni

• GENETICA FUNZIONALE

Interpretazione del ruolo funzionale delle mutazioni tramite approcci cellulari 

Loss- o gain-of function: silenziamento, overexspressione, geneediting

Medicina di precisione in genetica umana: esempio della fibrosi cistica

• GENETICA DI POPOLAZIONE

Equilibrio di Hardy-Weinberg equilibrium                 

Fattori che influenzano l’Equilibrio di H.W.

Drift genetico

Migrazioni

Non-random mating

Selezione naturale                                                                                                      

Teoria neutrale dell’Evoluzione

• MALATTIE POLIGENICHE E MULTIFATTORIALI

Ereditarietà Complessa

Varianza ed ereditabilità

Concordanza clinica in gemelli, relative risk ratio, rischi empirici

Tratti Discontinui e Continui                                                                                                                      

Mappatura di tratti complessi

Linkage Disequilibrium

Studi di Associazione 

Studi di sequenziamento e test di Gene Burden.

• GENETICA DEL CANCRO

Definizioni e classificazioni

Principi base della genetica del cancro

Oncogeni e oncosoppressori

Meccanismi di tumorigenesi

Sindromi ereditarie del cancro

• LABORATORIO DI GENETICA FUNZIONALE

Bionformatica per l'analisi delle sequenze NGS

Profilo spaziale dell'espressione genica mediante RNA scope e imaging cellulare

Modelli Cellulari (cellule iPS e neuroni, cellule epiteliali respiratorie 2D e 3D)

Saggi funzionalei (ion imaging, elettrofisiologia tradizionale e MEA)

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TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico su tutti gli argomenti del programma (dispense relative alle lezioni frontali e articoli scientifici) sarà disponibile su Aulaweb. In aggiunta si renderanno disponibili anche un serie di files di esercizi di Genetica Umana con relative soluzioni.

Testo suggerito per consultazione:

• Strachan & Read - Genetica Molecolare Umana. Zanichelli.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

CLAUDIA CANTONI (Presidente)

FEDERICO ZARA (Presidente)

RENATA BOCCIARDI

ALDAMARIA PULITI

PAOLO SCUDIERI

NICOLA TRAVERSO

CHIARA VITALE

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

II semestre, marzo.

Orari delle lezioni

HUMAN GENETICS AND LABORATORY

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame verrà svolto attraverso una prova orale in lingua inglese o in italiano a scelta del candidato a cui verrà attribuito un voto in trentesimi.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La modalità scritta dell’esame permetterà di esaminare gli studenti sulla maggior parte dei contenuti del Corso, valutando non solo le conoscenze, con domande aperte, ma anche l’acquisizione della capacità di ragionare su semplici problemi di Genetica Umana, proponendo soluzioni e facendo connessioni.

La padronanza della lingua inglese non sarà oggetto di giudizio, ma dovrà essere sufficiente a dimostrare la propria preparazione con un livello adeguato di conoscenze linguistiche, in special modo scientifiche.

Calendario appelli