Course Syllabus
Obiettivi
Il corso si propone di descrivere i complessi meccanismi che regolano la riproduzione e lo sviluppo di un nuovo organismo animale, interpretando i fenomeni biologici in chiave comparata ed evolutiva.
Lo studente dovrà sviluppare conoscenze e competenze sulle fasi principali inerenti la formazione dei gameti, la fecondazione e lo sviluppo embrionale di diversi organismi, ed in particolare di Mammiferi e di altre classi di Vertebrati, attraverso lo studio di organismi modello.
Il corso ha anche lo scopo di fornire gli strumenti per comprendere i metodi per lo studio dell’embriologia sperimentale e della biologia dello sviluppo, anche al fine di comprenderne le possibili applicazioni nel campo delle ricerche biomediche e ambientali.
Contenuti sintetici
Durante il corso verranno descritte le tappe che nei vertebrati, e soprattutto nei mammiferi, consentono la riproduzione dell'organismo, attraverso la gametogenesi, la fecondazione e lo sviluppo embrionale, che tratterà la formazione di nuovi tessuti e organi, attraverso le fasi di segmentazione, gastrulazione ed organogenesi.
Programma esteso
Apparato riproduttore maschile e femminile.
Gametogenesi: meccanismi che regolano il processo di spermatogenesi ed oogenesi nei Mammiferi. Morfologia dei gameti. Classificazione e comparazione della cellula uovo nei modelli sperimentali di sviluppo.
Fecondazione: Attivazione dello spermatozoo. Interazione, legame e riconoscimento dei gameti. Attivazione del metabolismo della cellula uovo e formazione dello zigote.
Segmentazione: modalità e meccanismi regolativi della segmentazione. Specificazione del destino cellulare nelle blastule e nella blastocisti di mammifero. Meccanismi che regolano l’impianto della blastocisti.
Gastrulazione: specificazione delle cellule ed organizzazione dei territori embrionali ed extraembrionali. Formazione degli annessi embrionali. Identificazione degli assi corporei dorso-ventrale e sinistra destra.
Annessi embrionali e placentazione: descrizione dei diversi annessi embrionali dei vertebrati e formazione della placenta nei mammiferi
Organogenesi: meccanismi che regolano la formazione del tubo neurale: neurulazione primaria e secondaria. Cellule della cresta neurale. Sviluppo degli organi di senso (occhio). Differenziamento del mesoderma parassiale: processi che regolano la somitogenesi. Determinazione e destino dello sclerotomo, dermatomo e miotomo. Differenziamento del mesoderma intermedio: il sistema urogenitale. Differenziamento del mesoderma della lamina laterale. Differenziamento dell’endoderma.Lo sviluppo dell’arto nei tetrapodi.
Principi di tossicologia della riproduzione e dello sviluppo; cenni di teratologia.
Modelli sperimentali in embriologia e applicazioni per studi ambientali e biomedici
Ambiente e Biologia dello Sviluppo: il concetto Eco-Devo
Durante il corso verranno svolte attività seminariali su argomenti storici e di attualità inerenti il corso.
Prerequisiti
Citologia, Istologia e Anatomia.
Modalità didattica
L’attività didattica sarà organizzata in lezioni frontali in presenza.
A seconda delle necessità, verrà valutata l'opportunità di rendere disponibili le registrazioni delle lezioni.
Materiale didattico
Libri di testo consigliati:
Biologia dello sviluppo (V ed italiana, 2018). Aut. S.F. Gilbert, M.J.F. Barresi, Ed. Zanichelli
Developmental biology (XI ed. inglese, 2016). Aut. Gilbert and Barresi, Ed. Sinauer Asosciates.
Manuale di Biologia dello Sviluppo Animale. Aut. Menegola, Bonfanti, Colombo, del Giacco, Ed. EdiSES (2019)
Ulteriori testi per consultazione
Embriologia (III ed.) Aut. Barbieri e Carinci, Ed. CEA
Eco-Devo. Ambiente e biologia dello sviluppo. Aut. Gilbert, Epel. Ed. Piccin
Biologia dello sviluppo. Aut. Giudice, Augusti-Tocco, Campanella. Ed. Piccin
Documentazione bibliografiche verranno segnalate durante il corso.
Il materiale didattico utilizzato a lezione e i lavori scientifici segnalati sono reperibili sulla pagina Moodle
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Colloquio sugli argomenti svolti a lezione e su approfondimenti di letteratura scientifica
Durante il colloquio verrà valutata la capacità del candidato di comprendere ed elaborare criticamente un lavoro scientifico e verranno valutate, attraverso domande specifiche, le conoscenze acquisite per i diversi argomenti del corso. Verrà valutata inoltre la capacità di collegare tra loro le tappe che regolano lo sviluppo di un organismo.
In alternativa all'esposizione di un lavoro, sarà facoltà degli studenti organizzare lavori di gruppo per approfondire un argomento di letteratura scientifica. Questi lavori verranno presentati prima del colloquio di esame e la loro valutazione contribuirà al punteggio finale del colloquio.
Orario di ricevimento
Su appuntamento previa richiesta all’indirizzo e-mail:paride.mantecca@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to describe the complex mechanisms that regulate the reproduction and development of a new animal organism, from a comparative and evolutionary point-of-view.
The students will develop skills related to the main biological mechanisms involved in the gamete formation, fertilization and development of model organisms, in particolar of Mammals and other Vertebrates. Moreover the course will furnish the conceptual instruments to understand the methods used for in experimental embryology and developmental biology studies. These aspects will be of high relevance for the comprehension of the modern environmental and biomedical researches approached by developmental biologists.
Contents
During the course, the steps that regulate the development of a new organism, starting from the gamete production and fertilization, to the development of new tissues and organs, will be described. In particular, the development of model Vertebrates will be addressed, with special emphasis on Mammalians. The main developmental phases, i.e. fertilization, cleavage, gastrulation and organogenesis, will be covered during the course.
Detailed program
Male and female reproductive system.
Gametogenesis: mechanisms that regulate the process of spermatogenesis and oogenesis in Mammals. Morphology of gametes. Classification and comparison of egg cell in experimental models of development.
Fertilization: Activation of the spermatozoon. Interaction, binding and recognition of gametes. Activation of egg cell metabolism and zygote formation.
Cleavage: mechanisms that regulate segmentation in Mammals and comparison with experimental models of development (sea urchin, amphibians, birds). Morphology of the blastocyst, specification of cell fate in the blastocyst. Mechanisms that regulate the blastocyst implantation.
Gastrulation: cell specification, organization of embryonic germ layers and extra-embryo membranes. Formation of ectoderm, mesoderm and endoderm. Identification of the axes.
Embryonic annexes and placenta: description and functional role of the embryonic annexes in vertebrate embryos; differentiation of the placenta in Mammals.
Organogenesis: mechanisms that regulate organogenesis. Neural tube formation: primary and secondary neurulation. Neural tube differentiation. Differentiation of the presumptive epidermis.Differentiation of paraxial mesoderm: processes that regulate somitogenesis. Determination and fate of the sclerotome, dermatome and myotome.Differentiation of intermediate mesoderm. Differentiation of the mesoderm of the lateral laminae.Differentiation of the endoderm.The development of the tetrapod limb.
Introduction to reproductive and deveopmental toxicology, including teratology.
Experimental models in embryology: environmental and biomedical applications
Environment and Developmental Biology: the Eco-Devo principles
Prerequisites
Cytology, Histology and Comparative Anatomy
Teaching form
Lectures (classroom).
During the course, it will be evaluated the possibility to make the registrations of the lessons available
Textbook and teaching resource
Recommended textbooks:
Biologia dello sviluppo (V ed IT). Aut. S.F. Gilbert, M.J.F. Barresi, Ed. Zanichelli
Developmental biology (XI ed. ENG). Aut. Gilbert and Barresi, Ed. Sinauer.
Manuale di Biologia dello Sviluppo Animale. Aut. Menegola, Bonfanti, Colombo, del Giacco, Ed. EdiSES (2019)
Additional textbooks
Embriologia (III ed.) Aut. Barbieri e Carinci, Ed. CEA
Eco-Devo. Ambiente e biologia dello sviluppo. Aut. Gilbert, Epel. Ed. Piccin
Biologia dello sviluppo. Aut. Giudice, Augusti-Tocco, Campanella. Ed. Piccin
Bibliographic documentation will be suggested during the course.
The teaching material used in classroom (slides) and the scientific papers will be uploaded on the Moodle page
Semester
First semester
Assessment method
Oral examination.
The exam will be based on questions on the different parts of the program and on specific topics from the scientific literature. The candidate should demonstrate to have acquired the basic knowledge on the different embryological aspects, as well as the capacity to link the processes that regulate the development of an organism. Moreover, the ability of the student to critically discuss a paper from the scientific literature will be evaluated.
Office hours
By appointment upon request to the e-mail address:paride.mantecca@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
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Paride Mantecca
