Course Syllabus
Obiettivi
Questo insegnamento offre agli studenti conoscenze avanzate di Biologia molecolare e cellulare e le possibili applicazioni in ambito biotecnologico.
Conoscenza e comprensione:
Al termine dell'insegnamento gli studenti dovranno conoscere gli argomenti e le tecniche avanzate di Biologia molecolare e cellulare oggetto del corso e le relative possibili applicazioni biotecnologiche.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine dell’insegnamento, gli studenti dovranno essere in grado di leggere e comprendere lavori scientifici che trattano aspetti innovativi delle biotecnologie e di sviluppare applicazioni basate su queste conoscenze.
Autonomia di giudizio:
Gli studenti dovranno essere in grado di elaborare quanto appreso e di riconoscere i contesti di applicazione delle tecniche di Biologia molecolare e cellulare avanzate oggetto del corso.
Abilità comunicative.
Al termine dell’insegnamento, gli studenti sapranno esprimersi in modo appropriato nella descrizione degli argomenti trattati, con proprietà di linguaggio e sicurezza di esposizione.
Capacità di apprendimento
Alla fine del corso, gli studenti saranno in grado di consultare e comprendere la letteratura relativa agli argomenti trattati.
Contenuti sintetici
L’insegnamento si propone di approfondire argomenti di biologia molecolare e cellulare, dando spazio ai dettagli molecolari e alle applicazioni biotecnologiche. Verranno anche presentati e discussi dati originali mediante analisi di lavori scientifici.
Biotecnologie Molecolari: Sequenziamento di DNA e di genomi
Meccanismi di biogenesi, processamento e funzionamento di RNA non codificanti.
Aptameri di acidi nucleici (RNA e DNA),
Biotecnologie Cellulari: Il lievito S. cerevisiae
Tecnologia delle cellule staminali.
Programma esteso
Biotecnologie Molecolari: Sequenziamento di DNA e di genomi con particolare riguardo ai metodi di ultima generazione (NGS Illumina; Ion Torrent; Oxford nanopore, ecc.); RNAsequencing, metodi ed applicazioni. Analisi di sequenze basate su metodi di amplificazione isoterma (LAMP) e sviluppo di kit diagnostici.
Meccanismi di biogenesi, processamento e funzionamento di RNA non codificanti (ncRNAs e microRNA) coinvolti nella regolazione dell'espressione genica in eucarioti e procarioti. Modulazione dell’espressione di ncRNAs nelle patologie umane e potenziale ruolo come biomarcatori e come potenziali farmaci. Strategie molecolari per bersagliare i ncRNAs nelle patologie umane.
Aptameri di acidi nucleici (RNA e DNA), procedure di selezione e loro applicazione per lo sviluppo di sensori.
Biotecnologie Cellulari: Il lievito S. cerevisiae: sintesi dei concetti di base (vettori, marcatori di selezione, gene targeting, inattivazione genica, ecc). S. cerevisiae come sistema modello per lo studio di patologie (es. patologie neurodegenerative) e di processi cellulari importanti (apoptosi, invecchiamento).
Tecnologia delle cellule staminali. Sintesi dei concetti di base relativi alle cellule staminali (classificazione, metodi di coltivazione, ecc.). Cellule staminali pluripotenti indotte (IPS) e processi di riprogrammazione. Cellule staminali tumorali: definizione e scoperta in alcuni tumori. Sviluppo di metodi di analisi su singole cellule.
Prerequisiti
Prerequisiti. Sono necessari i concetti di base della Biologia Molecolare.
Propedueuticità: nessuna.
Modalità didattica
21 lezioni da 2 ore svolte in modalità erogativa (didattica erogativa, DE). Tutte le attività sono svolte in presenza. Insegnamento in lingua italiana.
Materiale didattico
Slides e articoli scientifici. L'intero materiale didattico sarà reperibile sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre.
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Prova orale. L'orale prevede tre domande che verteranno sull'intero contenuto dell'insegnamento.
Orario di ricevimento
Ricevimento. Su appuntamento tramite richiesta via e-mail al docente.
Sustainable Development Goals
Aims
Knowledge and understanding:
At the end of the course, students will gain knowledge of the topics and advanced molecular and cellular biology techniques and their possible biotechnological applications.
Ability to apply knowledge and understanding:
At the end of the course, students will gain the ability to read and understand scientific papers dealing with innovative aspects of biotechnology and to develop applications based on this knowledge.
Making judgements
At the end of the course, students will be able to process what they have learned and to recognize the contexts of application of the advanced molecular and cellular biology techniques of the course.
Communication skills
At the end of the course, students will be able to express themselves appropriately, using a proper vocabulary in the description of the treated topics.
Learning skills
At the end of the course, students will be able to read and understand the literature on the treated topics.
Contents
The course aims at deepening topics of molecular biology and cellular biology, giving space to the molecular details and to the practical applications of cellular and molecular knowledge. During the course, original data will also be presented and discussed through the analysis of scientific papers.
Molecular Biotechnology: Sequencing of DNA and genomes
Mechanisms of biogenesis, processing and functions of non-coding RNAs
Aptamers of nucleic acids (RNA and DNA)
Cellular Biotechnology: The yeast S. cerevisiae.
Stem cell technology.
Detailed program
Molecular Biotechnology: Sequencing of DNA and genomes with particular regard to the latest generation methods (NGS Illumina, Ion Torrent, Oxford nanopore, etc.); RNAsequencing, methods and applications. Analysis of sequences based on isothermal amplification methods (LAMP) and development of diagnostic kits.
Mechanisms of biogenesis, processing and functions of non-coding RNAs (ncRNAs and microRNAs) involved in the regulation of gene expression in eukaryotes and prokaryotes. Modulation of ncRNAs expression in human pathologies and potential role as biomarkers and as potential drugs. Molecular strategies to target ncRNAs in human diseases.
Aptamers of nucleic acids (RNA and DNA), selection procedures and their application for sensor development.
Cellular Biotechnology: The yeast S. cerevisiae: synthesis of the basic concepts (vectors, markers, gene targeting, gene inactivation, etc.). S. cerevisiae as a model system for the study of diseases (e.g. neurodegenerative diseases) and important cellular processes (apoptosis, ageing). Stem cell technology. Synthesis of the basic concepts related to stem cells (classification, cultivation methods, etc.). Induced pluripotent stem cells (IPS) and reprogramming processes. Tumor stem cells: definition and detection in some tumors. Development of methods of analysis on single cells.
Prerequisites
Backgrounds. Basics of Molecular Biology.
Prerequisites: none.
Teaching form
21 two hours-lectures composed by delivered didactics (Didattica erogativa, DE). Didactic activities are conveyed by means of face-to-face lectures. Teaching language: Italian.
Textbook and teaching resource
Slides and scientific papers. Available at the e-learning platform of the course.
Semester
Second semester
Assessment method
Oral examination.
Three questions on the whole course content.
Office hours
Contact. On demand by email to the lecturer.
Sustainable Development Goals
Staff
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Sonia Colombo
