Obiettivi formativi
CONOSCENZA E COMPRENSIONE.
Gli studenti potranno acquisire una conoscenza dei metodi per l’analisi di sequenze biologiche e per la ricerca in database di sequenze e di domini, ed una buona familiarità con i database pubblici e i programmi di analisi e visualizzazione
CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE.
Attraverso le esercitazioni guidate, gli studenti acquisiranno le competenze di base necessarie per affrontare lo studio di nuove sequenze biologiche, ipotizzandone la funzione, la storia evolutiva, la struttura e la localizzazione
Inoltre gli studenti acquisiranno informazioni di base e applicate a specifici esempi su uno dei settori più avanzati di ricerca post-genomica, con particolare riferimento alle nuove frontiere della farmacologia e tossicologia molecolare, della “system biology” e ad altre applicazioni delle biotecnologie in ambito farmaceutico.
Prerequisiti
Per una fruizione ottimale del corso, gli studenti dovranno avere solide conoscenze di base di Biochimica e Biologia Molecolare.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si sviluppa su due argomenti principali e tra loro complementari: la bioinformatica e la chemogenomica. Gli argomenti principali del corso sono: la ricerca di informazioni in database biologici mediante diversi strumenti, l’analisi di sequenze biologiche e l’interpretazione di dati derivanti da esperimenti condotti su larga scala (trascrittomica o “genomic phenotyping”)
Programma esteso
1. Sequenze biologiche e banche dati biologiche.
2. Matrici di sostituzione e punteggi di allineamento.
3. Allineamenti a coppie locali e globali.
4. Metodi per la ricerca di sequenze in database.
5. Progettazione di oligonucleotidi da utilizzare in PCR real time.
6. Allineamenti multipli di sequenze proteiche e il loro uso per l’inferenza funzionale e strutturale.
7. Creazione di pattern e profili da allineamenti multipli. Ricerca in database di profili, domini e motivi.
8. Predizioni biochimiche-strutturali di proteine. Predizione della localizzazione intracellulare. Profili di idrofobicità e topologia di proteine di membrana.
9. Evoluzione molecolare, filogenesi.
10. Le caratteristiche dei database di pathways, networks e gene onoltogy e loro interrogazione.
11. Le finalità e i campi di applicazione della chemogenomica
12. Chemogenomica applicata a "drug discovery" "target / mode of action identification" e "drug validation’’
13. Chemogenomica su base trascrittomica, proteomica e fenomica.
14. Tecnologie chemogenomiche in lievito: microarray e l'approccio del "compendio", il doppio ibrido e le sue varianti, la collezione dei mutanti per delezione.
15. "Genomic phenotyping" di piccole molecole in lievito e impiego di banche dati di interattomica e di specifici software per l'analisi dei dati.
16. Interrogazione di database di chemotrascrittomica per l’identificazione delle relazioni tra gene-fenotipo-drug-target-patologia.
17. Nuovi farmaci e composti bioattivi di derivazione biologico-molecolare: aptameri nucleotidici e peptidici, PROteolysis TArgeting Chimera (PROTAC).
Bibliografia
FONDAMENTI DI BIOINFORMATICA
Manuela Helmer Citterich , Fabrizio Ferrè, Giulio Graziano Pesole, Chiara Romualdi, Ed. Zanichelli
Testo di supporto:
“INTRODUZIONE ALLA BIOINFORMATICA”, VALLE Giorgio-HELMER CITTERICH Manuela-ATTIMONELLI Marcella-PESOLE Graziano, Ed. Zanichelli
Rassegne, articoli specialistici in lingua inglese e presentazioni powepoint di specialisti e aziende del settore, che verranno messi a disposizione degli studenti in formato elettronico.
Metodi didattici
Solitamente il corso è organizzato in lezioni che prevedono una base teorica affiancata a esercitazioni in aula di informatica per l’apprendimento dell’uso di programmi di analisi e visualizzazione dei risultati.
Il corso sarà tenuto in presenza con diretta streaming della lezione che verrà anche registrata. Le lezioni registrate saranno disponibili agli studenti per tutto il semestre. Sono previste anche delle esercitazioni al computer che per questioni sanitarie verranno svolte solo online.
Oltre ai libri di testo, gli studenti hanno a disposizione sul sito web del corso materiale didattico composto da lezioni registrate, le slide utilizzate a lezione e articoli scientifici messi a disposizione dal docente.
Modalità verifica apprendimento
La valutazione dei risultati di apprendimento attesi si basa su un esame orale, che verrà condotto sotto forma di presentazione dei risultati ottenuti durante le esercitazioni, ed integrato con domande sulla parte teorica. Durante l’esame verranno valutati: la conoscenza della base teorica, la comprensione delle esercitazioni, la capacità di applicare le conoscenze e l’interpretazione dei risultati.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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