Course Syllabus
Obiettivi
Al termine di questo corso, gli studenti dovranno avere:
- una comprensione dettagliata degli strumenti, delle risorse e delle tecniche avanzate della biologia molecolare;
- una comprensione di come queste tecniche vengono utilizzate per studiare le funzioni dei geni e delle proteine nelle cellule e negli organismi;
- un apprezzamento delle risorse informative disponibili per valutare l'utilità di una particolare tecnica
- acquisire le conoscenze che consentano di valutare criticamente i nuovi dati derivanti dall'uso di queste tecniche e di interpretarne le implicazioni.
- la capacità di leggere e interpretare criticamente una letteratura complessa per rispondere a domande dettagliate sia sulla teoria che sulla metodologia.
Contenuti sintetici
Il corso è incentrato sull'uso di tecniche molecolari per studiare le funzioni dei geni e delle proteine negli eucarioti superiori. L'obiettivo è quello di fornire agli studenti una comprensione avanzata delle strategie e delle tecniche rilevanti per la ricerca in biologia molecolare avanzata e in medicina. Gli argomenti saranno tratti dalla letteratura attuale e dalla ricerca in corso in biologia molecolare: includono approcci di sequenziamento del DNA/RNA e metodologie per analizzare l'espressione di RNA e proteine. Il corso non intende essere esaustivo, bensì verranno trattati alcuni argomenti in modo abbastanza approfondito.
Il corso consiste in una serie di lezioni e sessioni di problem solving attraverso esercizi di apprendimento attivo. Inoltre, gli studenti sono coinvolti in un progetto di letteratura che verrà svolto in gruppo. Ogni gruppo presenta un recente articolo di ricerca scientifica sulla biologia cellulare molecolare. Questa attività mira a insegnare la lettura critica, l'interpretazione e il confronto delle tecniche più avanzate nel campo. La presenza in aula è altamente raccomandata.
Programma esteso
Lezioni
• Come analizzare il genoma (Sanger seq, NGS, applicazioni ed evoluzione dell'NGS)
• Come analizzare il trascrittoma (trascrizione inversa, PCR, qPCR, RNA-seq, scRNA-seq)
• Come analizzare il proteoma (approcci biochimici e cellulari)
• Come manipolare l'espressione genica (approcci di gain-of-fuction e loss-of-function)
Esercizi di apprendimento attivo
Durante il corso si terranno tre diverse sessioni di problem solving in classe. Si tratta di attività di gruppo guidate in cui gli studenti impareranno (i) a navigare nelle banche dati genetiche per estrarre informazioni sui geni e sui trascritti, a progettare ed eseguire esperimenti, come la PCR e la qRT-PCR; (ii) a determinare la localizzazione subcellulare di una proteina in base ai risultati sperimentali, a capire come si possono usare diverse tecniche sperimentali per valutare la localizzazione delle proteine.
Presentazioni
Esercitazione di gruppo (2-4 studenti) in cui gli studenti selezioneranno un articolo tra una serie di articoli che saranno resi disponibili durante il corso. L'articolo include l'uso di almeno una delle metodologie che saranno presentate nelle lezioni. Gli studenti dovranno individuare e leggere almeno tre “articoli di supporto”, tra cui reviews, lavori precedenti, ecc. Dovrà essere fornita in anticipo una pagina di descrizione della presentazione comprensiva dell'elenco degli articoli di riferimento. Ogni presentazione dovrà avere una durata di 15 minuti, utilizzando circa 15 diapositive per ogni presentazione.
Prerequisiti
Conoscenza a livello di Laurea Triennale di genetica, biologia molecolare e cellulare.
Modalità didattica
24 lezioni da 2 ore costituite da:
• una parte in modalità erogativa (didattica erogativa, DE) focalizzata sulla presentazione-illustrazione di contenuti, concetti, principi scientifici
• una parte in modalità interattiva (didattica interattiva, DI), che prevede sessioni di problem solving attraverso esercizi di apprendimento attivo, e discussione di letteratura che verrà svolto in gruppo.
Tutte le attività sono svolte in presenza.
Il corso consiste in una serie di lezioni e sessioni in auladi problem solving attraverso esercizi di apprendimento attivo. Inoltre, gli studenti sono coinvolti in un progetto di letteratura che verrà svolto in gruppo. La presenza in aula è altamente raccomandata.
Materiale didattico
Il corso utilizzerà reviews e lavori originali recenti. Verranno forniti i pdf delle diapositive presentate a lezione. Reperibile su sito e-learning
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Discussione orale individuale di un articolo di giornale scelto da un elenco che sarà reso disponibile durante il corso, e domande riguardanti la parte generale teorica trattata nella sezione.
Orario di ricevimento
Su appuntamento scrivendo a: silvia.barabino@unimib.it
Aims
Upon completion of this course, students should have:
• a detailed understanding of advanced tools, resources and techniques in molecular biology;
• an understanding of how these techniques are used to study gene and protein functions in cells and organisms;
• an appreciation of the information resources available to assess the usefulness of a particular technique
• acquired the knowledge to enable them to critically appraise new data arising from the use of these techniques and to interpret the implications of such data.
• the ability to critically read and interpret complex literature in order to answer detailed questions on both theory and methodology
Contents
The course is focused on the use of molecular techniques to study gene and protein functions in higher eukaryotes. It aims to provide students with an advanced understanding of the strategies and techniques of relevance to research in advanced molecular biology and medicine. Topics will be drawn from the current literature and ongoing research in molecular biology: they include DNA/RNA sequencing approaches and methodologies to analyze RNA and proteins expression. The course is not intended to be comprehensive – rather a number of topics will be covered in some depth.
The course consists in a series of lectures and problem solving sessions through active learning exercises. In addition, students are involved in a literature project, which will be performed in groups. Each group presents a recent molecular cell biology-related scientific research paper. This project aims to teach critical reading, interpretation and comparison of the most advanced techniques in the field of molecular biology. Presence in class is highly recommended.
Detailed program
Lecture Topics
- How to analyse the genome (Sanger seq, NGS, applications and evolution of NGS)
- How to analyze the transcriptome (Reverse Transcription , PCR, qPCR, RNA-seq, scRNA-seq)
- How to analyze the proteome (biochemical and cellular approaches)
- How to manipulate gene expression (gain–of-fuction vs. loss-of-function approaches)
Active learning exercises
Three different in-class problem-solving sessions will be held during the course. This are instructor-led group activities were students will learn (i) to navigate gene databases to extract gene and transcripts information, to design and execute experiments, such as PCR and qRT-PCR; (ii) to determine a protein’s subcellular location based on experimental results, to understand how different experimental techniques can be used to assess protein localization.
Presentations
Group exercise (2-4 students) in which students will select a paper among a set of articles that will be made available during the course. The paper will include the use of at least one of the methodologies that will be presented in the lectures. Students will need to identify and read at least three “support articles” including review articles, previous work, etc. A one-page outline of the talk, including the list of references, will have to be provided in advance. Each presentation should be 15 minutes in length, using about 15 slides per presentation.
Prerequisites
BSc-level understanding of genetics, molecular and cellular biology.
Teaching form
24 2-hour lectures consisting of:
- part in delivery mode (didactic delivery, DD) focused on presentation/illustration of content, concepts, scientific principles
- part in interactive mode (interactive didactics, DI), which includes problem solving sessions through active learning exercises, and the discussion of literature that will be carried out in groups.
All activities are conducted in presence.
Textbook and teaching resource
The course will use review articuls as a starting point, and original recent work. PDF files of the slides will be provided. Will be available on the elearning Platform.
Semester
First semester
Assessment method
Individual oral discussion of a selected journal article to be chosen from a list that will be made available during the course. and questions concerning the general theoretical part.
Office hours
Upon appointment writing to: silvia.barabino@unimib.it
Key information
Staff
-
Silvia Maria Luisa Barabino