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.
Gli obiettivi principali sono:
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Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente dovrà conoscere le fasi e i meccasnismi di costruzione di un organismo animale durante i processi di gametogenesi, fecondazione ed embriogenesi, in particolare di Mammiferi e di altre classi di Vertebrati.
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Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite nel campo dell'embriologia classica, sperimentale e della biologia dello sviluppo, ricostruendo le tappe dello sviluppo di organismi modello
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Autonomia di giudizio: allo studente verranno forniti spunti per elaborare in modo critico gli argomenti del corso e per stimolare l'autonomia di giudizio sia rispetto le conoscenze scientifiche nel campo della biologia della riproduzione e dello sviluppo, sia rispetto alle conoscenze personali acquisite durante il corso.
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Abilità comunicative: lo studente saprà esprimersi correttamente, mostrando proprietà di linguaggio, sia nell'esposizione dei contenuti del corso, sia nella presentazione dei risultati della letteratura scientifica recente, anche mediante l'utilizzo di strumenti comunicativi diversi.
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Capacità di apprendimento: lo studente avrà acquisito le competenze e capacità necessarie per affrontare in autonomia lo studio di fenomeni biologici relativi alla riproduzione e allo sviluppo, competenze utili anche ad affrontare ulteriori insegnamenti nel campo della biologia animale e cellulare per 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
17 lezioni da 2 ore svolte in modalità erogativa in presenza.
4 lezioni da 2 ore svolte in modalità interattiva in presenza
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
Embriologia umana (VI ed) Aut. Larsen, Ed. Edra
Eco-Devo. Ambiente e biologia dello sviluppo. Aut. Gilbert, Epel. Ed. Piccin
Biologia dello sviluppo. Aut. Giudice, Augusti-Tocco, Campanella. Ed. Piccin
Il materiale didattico utilizzato a lezione, le registrazioni delle lezioni e i lavori scientifici segnalati saranno disponibili sulla pagina Moodle del corso
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame Orale
Il colloquio verterà sugli argomenti svolti a lezione e sull'approfondimento di un lavoro 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 sui diversi argomenti del corso. Verrà valutata inoltre la capacità di collegare tra loro le tappe che regolano lo sviluppo di un organismo.
Sarà facoltà degli studenti organizzare lavori di gruppo per approfondire un argomento di letteratura scientifica. Questi lavori verranno presentati alla classe alla fine del corso, prima dei colloqui d'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 main objectives are the following:
The student will learn tha main phases and mechanisms that shape an animal body through gametogenesis, fertilization and embryo developpment, in particular for Mammalians and other Vertebrate classes.
The student will be able to apply the knowledges aquired in the fields of classic and experimental embryology and developmental biology by reconstructing the developmental stages of model organisms
The student will be provided with instruments to critically elaborate the contents of the course and to stimulate the self evaluation of the aquired knowledges and the scientific advancements in the field of reproductiove and developmental biology.
The student will develop the ability to correctly communicate the contents of the course and the results achieved by the recent scientific literature, by mean of a rigorous scientifc language and using different tools.
The student will aquire strong skills to autonomously perform the studies on the biological phenomena involved in the reproduction and development of animals. Such skills will be also useful to face further courses on animal and cell biology for biomedical and environmental applications.
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
delivered didactics: 17 lessons of 2 h
interactive teaching: 4 lessons of 2 h
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
Embriologia umana (VI ed) Aut. Larsen, Ed. Edra
Eco-Devo. Ambiente e biologia dello sviluppo. Aut. Gilbert, Epel. Ed. Piccin
Biologia dello sviluppo. Aut. Giudice, Augusti-Tocco, Campanella. Ed. Piccin
The teaching material used in classroom (slides), the registrations of the lessons and the scientific papers will be uploaded on the Moodle page of the course
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
