Syllabus del corso
Obiettivi
L’insegnamento è focalizzato sulle caratteristiche e sulle applicazioni delle tecnologie di sequenziamento di terza generazione - a reads lunghe. Particolare enfasi sarà dedicata alle tecnologie a Nanopori.
Conoscenza e capacità di comprensione.
Gli studenti familiarizzeranno con le principali tecnologie di sequenziamento di acidi nucleici e approfondiranno le tecnologie che consentono di sequenziare lunghe molecole di DNA e RNA. Infine, acquisiranno i concetti chiave riguardo all'applicazione di queste tecnologie per la caratterizzazione di regione complesse dei genomi e la loro e utilità nell'ambito biotecnologico e biomedicale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite nel corso di attività di laboratorio e di utilizzare la capacità di comprensione ai fini di successive attività di studio e/o di ricerca.
Autonomia di giudizio.
Lo studente sarà in grado di elaborare quanto appreso e saprà riconoscere le situazioni e i problemi in cui le conoscenze apprese possano essere utilizzate.
Abilità comunicative.
Alla fine dell'insegnamento, lo studente saprà descrivere con proprietà di linguaggio e sicurezza di esposizione argomenti inerenti le tecnologie di sequenziamento di acidi nucleici.
Capacità di apprendimento.
Alla fine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di consultare la letteratura sugli argomenti trattati e saprà analizzare, applicare, integrare e collegare le conoscenze acquisite con quanto verrà appreso in insegnamenti ed esperienze di ricerche correlate.
Contenuti sintetici
- Introduzione al sequenziamento
- Sequenziamento a Nanopori
- Analisi di genomi
- Analisi di trascrittomi
- Modificazioni del DNA e dell'RNA
- Sequenziamento di regioni specifiche
- Sequenziamento di proteine
- Applicazioni specifiche
Programma esteso
- Introduzione al sequenziamento: (i) Introduzione a HTS, (ii) Limitazione del sequenziamento a reads corte, (iii) Confronto del sequenziamento a reads corte e lunghe, (iv) Principali tecnologie di sequenzianento a reads lunghe
- Sequenziamento a Nanopori: (i) Concetti di base, (ii) Piattaforme di sequenziamento, (iii) Concetti di analisi dati, (iv) Algoritmi di allineamento delle reads
- Analisi di genomi: (i) Assemblaggio di genomi, (ii) Assemblaggio di genomi applicato a genomi complessi di piante, (iii) Studi di popolazione in uomo, (iv) Metagenomica e studio delle comunità microbiche
- Analisi di trascrittomi: (i) Analisi a livello di isoforme e splicing alternativo, (ii) Identificazione di interi trascritti, (iii) Diversità òtrascrizionale e annotazione, (iv)
Analisi a singole cellule, (v) Trascrittomica spaziale - Modificazioni del DNA e dell'RNA
- Sequenziamento di regioni specifiche
- Sequenziamento di proteine
- Applicazioni specifiche
Prerequisiti
Prerequisiti: nozioni fondamentali di Biologia Molecolare.
Propedeuticità: nessuna.
Modalità didattica
4 lezioni frontali da 2 ore in modalità erogativa (didattica erogativa, DE). Tutte le attività sono svolte in presenza. L'insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Materiale didattico
Slide e registrazioni delle lezioni reperibili sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento.
Specifici articoli sono indicati al'interno delle slides.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale: discussione degli argomenti trattati durante il corso.
Orario di ricevimento
Ricevimento su appuntamento via e-mail con il docente.
Sustainable Development Goals
Aims
The course is focused on the characteristics and applications of third-generation sequencing technologies - leveraging long reads. Particular emphasis will be devoted to Nanopore-based technologies.
Knowledge and understanding.
Students will familiarize with the main technologies for the sequencing of nucleic acids, deepening those that enable the sequencing of long DNA and RNA molecules. Eventually, they will acquire key concepts regarding the application of these technologies for the characterization of complex genomic regions and their usefulness in the fields of biothecnology and biomedicine.
Applying knowledge and understanding.
Students will be able to apply the acquired knowledge in laboratory experiences and to use the comprehension skill in subsequent studies and/or research activities.
Making judgments.
Students will be able to process what they have learned and be able to recognize situations and problems in which the acquired knowledge can be used.
Communication skills.
At the end of the course, students will be able to express themselves appropriately in the description of issues related to technologiues for the sequencing of nucleic acids.
Learning skills
At the end of the course, students will be able to survey the scientific literature related to the topics covered and will be able to analyse, apply and integrate the acquired knowledge with what learned in related courses.and research activities.
Contents
- Intro on sequencing
- Nanopore sequencing
- Analysis of genomes
- Analysis of transcriptomes
- DNA and RNA modifications
- Targeted sequencing
- Protein sequencing
- Applications
Detailed program
- Intro on sequencing: (i) Background on HTS, (ii) Limits of short-reads sequencing, (iii) Short- vs long-reads, (iv) Key long-reads technologies
- Nanopore sequencing: (i) Key concepts, (ii) Platforms, (iii) Key data analysis concepts, (iv) Mapping/Alignment algorithms
- Analysis of genomes: (i) Genome assembly, (ii) High-quality assembly of complex plant genomes, (iii) Human population studies, (iv) Microbial communities: metagenomics
- Analysis of transcriptomes: (i) Isoform level / alternative splicing analysis, (ii) Identifying full length transcripts, (iii) Transcriptional diversity and annotation, (iv)
Single-cells, (v) Spatial transcriptomics - DNA and RNA modifications
- Targeted sequencing
- Protein sequencing
- Applications
Prerequisites
Background: basic notions of Molecular Biology.
Prerequisites: none
Teaching form
4 x 2 hours-lectures of delivered didactics (Didattica erogativa, DE) focused on the presentation-illustration of contents by the lecturer.
Didactic activities are conveyed by means of face-to-face lectures.
Teaching language: Italian.
Textbook and teaching resource
Slides, and recording of the lessons will be available at the e-learning platform of the course. Specific literature is reported within the slides.
Semester
Second semester
Assessment method
Oral examination. Students will be asked to discuss the topics covered during the course.
Office hours
By appointment through e-mail request to the lecturer.