Course Syllabus
Obiettivi
L’insegnamento si propone di introdurre gli approcci allo studio del genoma umano per l’identificazione delle relazioni funzionali genotipo-fenotipo in situazioni normali e patologiche.
Il corso si propone l’acquisizione da parte degli studenti di:
- Conoscenza e comprensione degli approcci di base al mappaggio dei geni-malattia nell’uomo, riconoscendone differenze e peculiarità.
- Capacità di applicare le conoscenze acquisite al punto 1 alla lettura e comprensione di articoli scientifici originali relativi agli argomenti trattati. Sviluppo di spirito critico nella loro discussione.
- Sviluppo delle capacità di metodo e progettazione scientifica.
- Sviluppo delle abilità comunicative: saper utilizzare in modo specifico il linguaggio della disciplina per discutere in modo critico gli argomenti trattati.
- Acquisire le competenze necessarie per affrontare in autonomia ulteriori studi specialistici in genetica molecolare umana
L’approccio didattico si propone di introdurre gradualmente l’abitudine all’utilizzo del metodo scientifico (capacità di definire la domanda scientifica, disegnare strategie per rispondere alla stessa e validare sperimentalmente le risposte ottenute)
Contenuti sintetici
Struttura del genoma umano e strumenti per il suo studio.
Alberi genealogici e mutazioni patogeniche
Genomic imprinting e mutazioni dinamiche
Studi di concatenzione (Linkage analysis).
Studi di associazione genome-wide (GWAS).
Dal "gene-candidato" al "gene-malattia"
Storia genetica del genoma umano
Selezione naturale positiva nell'uomo
Programma esteso
Struttura del genoma umano: il sequenziamento del genoma umano. Variabilità genetica nell'uomo. Caratteristiche, metodi di studio e utilizzo. Il progetto HapMap: disegno e significato Alberi genealogici. Mutazioni patogeniche nell'uomo. Relazioni complesse genotipo-fenotipo: espressività e penetranza.
Malattie genetiche monogeniche: esempi.
Malattie poligeniche: concetti di base e esempi.
Cenni di genetica quantitativa
Genomic imprinting: non equivalenza del genoma materno e paterno e conseguenze fenotipiche. Esempi e interpretazioni
Linkage analysis (analisi di concatenazione): concetti di base, applicazione ed esempi di utilizzo per mappare geni-malattia.
Studi di associazione genome-wide (GWAS): concetti di base, applicazione ed esempi di utilizzo per mappare varianti associate a fenotipi patologici. Dal gene candidato al gene-malattia: disegno di strategie attraverso esempi.
Selezione naturale positiva nell'uomo identificazione delle regioni sottoposte a selezione positiva: strumenti, esempi e interpretazioni.
Storia genetica del genoma umano.
Prerequisiti
una solida base di Genetica e Biologia Molecolare
Modalità didattica
15 lezioni di 2 ore di didattica erogativa: presentazione e spiegazione di contenuti, concetti, principi scientifici
6 lezioni di 2 ore di didattica interattiva:
-agli studenti verranno sottoposti problemi per i quali devono disegnare approcci sperimentali (definire la domanda scientifica, disegnare strategie per rispondere alla stessa e validare sperimentalmente le risposte ottenute). Le strategie verranno poi discusse insieme.
-gli studenti presenteranno lavori scientifici di loro scelta inerenti agli argomenti trattati, che verranno discussi in aula.
Le lezioni saranno in presenza
Materiale didattico
Strachan T. & Read "Human molecular Genetics" (l'edizione più recente possibile).
Il corso si basa per la maggior parte su articoli originali e risorse on-line che verranno indicati al momento opportuno.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
esame orale. Gli studenti sceglieranno un articolo originale fra una lista disponibile. La discussione del lavoro scelto servirà da punto di partenza per la discussione.
Non sono previste prove in itinere.
Orario di ricevimento
si prega di prendere appuntamento per e-mail (antonella.ronchi@unimib.it)
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to introduce approaches to studying the human genome for identifying functional genotype-phenotype relationships in both normal and pathological conditions.
The course objectives for students include:
1.Knowledge and understanding of the basic approaches to mapping disease genes in humans, recognizing their differences and peculiarities.
2.Ability to apply the knowledge acquired in point 1 to read and understand original scientific articles related to the topics covered, and to develop critical thinking in their discussion.
3.Development of methodological and scientific design skills.
4.Development of communication skills: the ability to use the specific language of the discipline to critically discuss the topics covered.
5.Acquisition of the necessary skills to independently pursue further specialized studies in human molecular genetics.
The teaching approach aims to gradually introduce the habit of using the scientific method (ability to define scientific questions, design strategies to answer them, and experimentally validate the answers obtained).
Contents
Structure of the human genome and tools for its study.
Pedigree analysis and pathogenic mutations.
Genomic imprinting and dynamic mutations.
Linkage analysis studies.
Genome-wide association studies (GWAS).
From "candidate gene" to "disease gene".
Genetic history of the human genome.
Positive natural selection in humans.
Detailed program
Structure of the human genome: sequencing of the human genome, genetic variability in humans, characteristics, study methods, and applications. The HapMap project: design and significance. Pedigree analysis. Pathogenic mutations in humans. Complex genotype-phenotype relationships: expressivity and penetrance.
Monogenic genetic diseases: examples.
Polygenic diseases: basic concepts and examples.
Introduction to quantitative genetics.
Genomic imprinting: non-equivalence of the maternal and paternal genome and phenotypic consequences. Examples and interpretations.
Linkage analysis: basic concepts, applications, and examples of use for mapping disease genes.
Genome-wide association studies (GWAS): basic concepts, applications, and examples of use for mapping variants associated with pathological phenotypes.
From candidate gene to disease gene: strategy design through examples.
Positive natural selection in humans: identification of regions subjected to positive selection, tools, examples, and interpretations.
Genetic history of the human genome.
Prerequisites
a solid background in Genetics and Molecular Biology
Teaching form
15 lectures of 2 hours each in a delivery mode: presentation and explanation of content, concepts, and scientific principles.
6 interactive 2-hour lessons:
-Students will be given problems for which theywill asked to design experimental approaches (define the scientific question, design strategies to answer it, and experimentally validate the answers obtained). These approaches will be discussed in class evaluating pros and cons.
-Students will present scientific work of their choice related to the topics of the Course, which will be discussed in class.
In-class lectures.
Textbook and teaching resource
Strachan T. & Read "Human molecular Genetics" (most recent edition)
The course is based on original articles and online resources that will be indicated when needed
Semester
First semester
Assessment method
oral exam. Students will be asked to choose an original article within a list of selected papers. The discussion of this article will be the starting point of the exam.
There are no mid-term exams planned
Office hours
on appointment by e-mail (antonella.ronchi@unimib.it)
Sustainable Development Goals
Staff
-
Antonella Ellena Ronchi
