Obiettivi formativi
L’obiettivo del corso è quello di far acquisire allo studente una certa familiarità con i più moderni metodi di analisi delle comunità microbiche per metterlo in grado di leggere, in modo critico, articoli scientifici sull'argomento e per dargli gli strumenti per valutare, attraverso queste analisi, gli impatti che diversi fattori esterni (inquinamento, variazioni climatiche, attività antropiche di vario genere, etc) possono avere su processi ambientali nei quali i microrganismi hanno un ruolo fondamentale.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
L’insegnamento intende fornire un approccio multidisciplinare (genomico, ecologico e bioinformatico) allo studio della biodiversità e all’analisi delle comunità microbiche.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito le conoscenze di base inerenti lo studio di ecosistemi microbici. In particolare sarà in grado di:- conoscere le principali tecniche colturali e molecolari per l'identificazione dei microrganismi, i metodi dell’analisi filogenetica, i principi delle tecnologie omiche applicate la descrizione delle comunità microbiche nonché i metodi per lo studio delle loro attivita funzionali.
Programma esteso
Struttura di una comunità microbica- indici di biodiversità di comunità microbiche. Metodi tradizionali di analisi basati sulla coltivazione in coltura pura: isolamento e identificazione delle specie microbiche mediante metodi biochimici e sierologici.
Metodi molecolari applicati ai microrganismi isolati in coltura pura: PCR, analisi mediante elettroforesi su gel di agarosio, real-time PCR, clonaggio, sequenziamento, analisi RAPD, rep-PCR, ARDRA, RISA, ARISA.
Applicazione delle tecniche molecolari allo studio delle comunità microbiche, senza coltivazione dei microrganismi: isolamento di DNA ambientale, tecniche di fingerprinting genetico ARDRA, SSCP,T-RFLP, DGGE, RISA, LH-PCR, RAPD. Tecniche di sequenziamento ad alto rendimento (High Throughput) e loro applicazione allo studio di comunità microbiche. DNA/RNA Stable isotope probing. Ibridazione fluorescente in situ (FISH CARD-FISH, Raman-FISH, NanoSIMS). Microarray
Bibliografia
Il materiale didattico sarà fornito dal docente.
Si farà riferimento alla letteratura scientifica più aggiornata
Metodi didattici
Considerata la particolare situazione relativa alla pandemia da SARS-Cov-2, saranno videoregistrate alcune lezioni per apprendere la teoria. Dopodichè saranno svolte in collegamento diretto con il docente alcuni tipi di analisi in silico di sequenze di DNA, ricerche in banche dati etc in modo che lo studente acquisisca familiarità con gli strumenti informatici che sono normalmente utilizzati in questo tipo di ricerca. Se sarà possibile organizzarsi in laboratorio, saranno illustrate alcune delle più comuni tecniche molecolari decritte nella parte teorica (estrazione DNA ambientale, PCR, digestione con enzimi di restrizione, elettroforesi su gel di agarosio).
Modalità verifica apprendimento
Allo studente sarà chiesto di scegliere un articolo che tratti di analisi delle comunità microbiche in un determinato contesto (ad esempio l’effetto delle pratiche di bonifica e il loro impatto sulle comunità microbiche di un sito contaminato, oppure l’analisi delle successioni microbiche nella produzione di alimenti fermentati, o l’analisi del microbiota intestinale di animali sottoposti a diete differenti etc etc). Dovrà leggerlo, elaborare una presentazione per illustrare il lavoro al docente e agli altri studenti e discuterlo in classe (virtuale) con loro. Fa parte dell’esame (e sarà valutata) anche la partecipazione attiva alla discussione delle presentazioni degli altri studenti. A completamento dell’esame, il docente porrà una domanda su uno degli argomenti affrontati a lezione o in laboratorio. L’esame verificherà il livello di competenza raggiunto dallo studente e l’autonomia di giudizio.
Per gli studenti che non hanno partecipato alle attività online (non frequentanti) l’esame consisterà in una interrogazione orale sugli argomenti sviluppati a lezione dal docente.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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