Obiettivi formativi
Conoscere:
- gli strumenti genetici disponibili per l’analisi funzionale di geni in vari organismi modello eucariotici;
- i principali modelli sperimentali in vitro utilizzati nell’ambito della ricerca biomedica:
- la relazioni fra la componente genetica del paziente e la risposta ai farmaci;
- le basi molecolari e le potenziali applicazioni della terapia genica;
- le principali applicazioni dell’analisi del DNA in ambito forense.
Capire come l’integrazione dei diversi modelli sperimentali in vivo e in vitro sia in grado di dare risposte specifiche ai diversi problemi biologici.
Acquisire la capacità di elaborare e applicare strategie sperimentali per la risoluzione di problemi di genetica e biotecnologia cellulare.
Prerequisiti
Nessuno
Contenuti dell'insegnamento
1.Genetica molecolare di sistemi modello in vivo e in vitro per la ricerca biomedica e biotecnologica:
- Saccharomyces cerevisiae, Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, Zebra fish, Mouse, Piante
- colture cellulari, iPSCs (Induced pluripotent stem cells), ibridi citoplasmatici
2. Genetica molecolare umana:
- Farmacogenetica
- Terapia genica
- Genetica forense
Programma esteso
SISTEMI MODELLO IN VIVO E IN VITRO PER LA RICERCA
Saccharomyces cerevisiae: Forward e reverse genetics - Genomica comparativa in microrganismi eucariotici unicellulari - La collezione dei deletanti e sua utilizzazione nell’analisi funzionale - Metodi genetici per lo studio sistematico dell’interazione genica. - Il lievito come organismo modello per lo studio della genetica mitocondriale - Il lievito come organismo modello per lo studio di malattie mitocondriali. Ingegneria metabolica in lievito e in altri microrganismi eucariotici unicellulari.
Caenorhabditis elegans: Forward e reverse genetics - Analisi funzionale mediante RNAi - Applicazione di “genome wide screens” nello studio di patologie umane.
Drosophila melanogaster: Tecniche genetiche classiche- Trasformazione e clonazione mediata dall'elemento P- Metodi per la costruzione di mutanti mediante reverse genetics: mutagenesi inserzionale mediata da elementi P, mutagenesi con excisione; analisi funzionale mediante RNAi- Ruolo di Drosophila come modello nello studio di patologie umane.
Zebra fish: Ciclo vitale. Forward e reverse genetics. Produzione di linee aploidi omozigoti. Abbattimento dell'espressione genica mediante morfolino. Inattivazione genica mediante Zn finger nucleasi, tecnica TALEN e tecnica CRISPR
Mouse:Transgenesi standard. Transgenesi in cellule embrionali staminali. Inattivazione genica (knock-out). Inserimento genico (knock-in). Trasferimento genico in cellule somatiche.
Piante: Ricombinazione omologa. Il silenziamento genico. MicroRNA in organismi vegetali.
Drug discovery in organismi modello.
Colture cellulari: le colture primarie, le linee stabilizzate, le cellule immortalizzate,
iPSCs (Induced pluripotent stem cells)
Ibridi citoplasmatici (Cibridi)
GENETICA MOLECOLARE UMANA
FARMACOGENETICA: Geni coinvolti nella farmacocinetica e farmacodinamica – polimorfismi nei geni che influenzano la disponibilità dei farmaci – polimorfismi genetici dei recettori e dei sistemi di riparazione – strategie molecolari per la ottimizzazione della terapia farmacologica.
TERAPIA GENICA E CELLULARE: Le differenti strategie per la terapia genica - Acidi nucleici con funzione terapeutica– Metodologie per il trasferimento genico: sistemi virali e non virali–Importanza dei modelli malattia– Esempi di sperimentazioni cliniche di terapia genica ex vivo e in vivo– Cellule staminali e terapia cellulare– L’etica della terapia genica nell’uomo.
GENETICA FORENSE: Marcatori genetici utilizzati nelle scienze forensi. Metodi per la rilevazione della variabilità genetica. Validità e realizzabilità dei metodi utilizzati. Determinazione del sesso, origine della specie, profilo individuale. Test di paternità, maternità, familiarità. Interpretazione dei risultati: considerazioni statistiche.
Bibliografia
Philip Meneely
Analisi Genetica Avanzata
ED. McGraw-Hill
T. Strachan, A.P.Read
Genetica molecolare umana
Zanichelli
M.Giacca
Terapia genica
Springer Biomed 2014
Ricci, Previderè, Fattorini, Corradi
La prova del DNA per la ricerca della verità
Giuffrè Ed
Articoli originali consigliati
Metodi didattici
Le lezioni saranno così organizzate:
- in presenza con la possibilità di fruire le lezioni anche a distanza in modalità sincrona (via Teams).
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento verrà effettuata attraverso un esame orale consistente nella lettura critica ed esposizione di un articolo recente inerente uno degli argomenti trattati durante le lezioni. La prova consisterà in una presentazione ppt e relativa discussione, in cui lo studente dovrà dimostrare di avere buona consapevolezza della problematica scientifica trattata, comprensione degli esperimenti svolti, dei risultati ottenuti e della loro interpretazione. Questo tipo di esame consentirà di valutare la comprensione degli argomenti trattati, la capacità di applicare le conoscenze a problemi specifici, la capacità di collegare le varie nozioni acquisite durante l’intero corso e di darne un giudizio critico e inoltre l’abilità di comunicare ed esporre le conoscenze apprese.
L'esame si svolgerà in presenza o in modalità telematica.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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