Biologia e Tecnologie Cellulari

Obiettivi principali Il corso riguarderà il ruolo svolto dai principali nutrienti, proteine, lipidi, carboidrati, minerali, e l'interazione tra alimenti e farmaci nella nutrizione umana. Inoltre, esaminerà l’effetto che i principali processi di trasformazione esercitano sugli alimenti. Saranno illustrati vari fattori per la sicurezza, in particolare, la crescita batterica e il ruolo svolto dall'attività dell'acqua, pH, temperatura, ecc. Questi concetti saranno applicati per spiegare come processare e conservare il cibo lungo l'intera catena alimentare. Saranno descritti i principali alimenti e le trasformazioni a cui sono sottoposti per l’ottenimento dei prodotti e verranno illustrate le principali tecniche analitiche per la determinazione del contenuto in nutrienti negli alimenti e nei prodotti trasformati. Verranno anche spiegate le domande legate alla shelf-life, la perdita di valore nutrizionale e cenni di legislazione alimentare e in particolare l'HACCP, definizione legislativa deli alimenti e come leggere la qualità e l'etichetta. Verranno inoltre, fatti accenni sulla regolamentazione riguardante le certificazioni come le indicazioni geografiche e le denominazioni di origine degli alimenti.
Obiettivi specifici
A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza della composizione chimica degli alimenti. -Conoscenza e comprensione della legislazione alimentare -Conoscenza dei principali processi di trasformazione applicati agli alimenti
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica -saper identificare le giuste procedure per risolvere legati alla contaminazione -saper riconoscere il valore nutrizionale delle proteine, grassi zuccheri e Sali minerali. -Essere in grado di identificare che tipo di processo di trasformazione è applicato ad un alimento
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, sui vari aspetti della nutrizione umana. - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Obiettivi formativi
Con questo insegnamento, gli studenti acquisiranno conoscenze teoriche e metodologiche sugli approcci di studio e sulle metodologie cellulari e molecolari alla base delle biotecnologie vegetali, e sulla complessità, a livello molecolare e cellulare, delle vie metaboliche primarie e secondarie di interesse biotecnologico.
Obiettivi specifici Parte I
A) Conoscenze e capacità di comprensione
Acquisire conoscenze dettagliate sui metodi di trasformazione transiente e stabile del genoma nucleare e plastidico delle piante; sugli approcci di genetica diretta ed inversa per studiare la funzione dei geni vegetali; sull’identificazione ed utilizzo dei marcatori molecolari in genetica vegetale; sull’utilizzo delle biotecnologie vegetali per l’ottenimento di varietà coltivate con tratti agronomici migliorati. In particolare, gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di conoscere e comprendere:

• i principali sistemi di espressione transgenica stabile e transiente nelle piante, inclusi i sistemi di trasformazione dei plastidi; - i metodi di analisi della funzione genica nelle piante tramite genetica diretta e inversa. - i meccanismi di silenziamento e di “genome editing” negli organismi vegetali. - l’utilizzo della variabilità genetica naturale come fonte di tratti di interesse biotecnologico ed agronomico.
  B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
• progettare esperimenti volti a definire la funzione di un gene tramite approcci di genetica inversa; - progettare screening genetici in sistemi modello vegetali e delineare le linee principali di identificazione di una mutazione; - comprendere e discutere in modo critico i diversi approcci utilizzati per alterare l’espressione di un gene in una pianta e scegliere quello più opportuno in base alle esigenze ed al modello sperimentale; - progettare l’ingegnerizzazione di nuovi tratti in organismi vegetali.
  C) Autonomia di giudizio - Capacità di giudizio critico, attraverso lo studio di rassegne e articoli scientifici su aspetti chiave del campo e approfondite discussioni ; - Capacità di valutazione della correttezza e del rigore scientifico negli argomenti relativi alle tematiche oggetto dell’insegnamento.
  D) Abilità comunicative - Acquisizione di adeguate competenze e strumenti utili per la comunicazione in lingua italiana e in lingua straniera (inglese), mediante l'utilizzazione di linguaggi grafici e formali, con particolare riguardo al linguaggio scientifico.
  E) Capacità di apprendimento - Capacità di interpretazione ed approfondimento - Capacità di fruizione di strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze - Capacità di confronto per il consolidamento e il miglioramento delle proprie conocenze.
  Obiettivi formativi specifici Parte II
  A) Conoscenze e capacità di comprensione
  Acquisire conoscenze dettagliate sul metabolismo primario e secondario delle piante, con particolare riferimento alla biosintesi e compartimentalizzazione dei metaboliti; sul traffico vescicolare e la secrezione; sulle basi concettuali e metodologiche dell’analisi del proteoma e del metaboloma vegetale. Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di conoscere e comprendere (conoscenze acquisite):
• le principali vie biosintetiche nel metabolismo primario e secondario delle piante; - i meccanismi di regolazione, channeling e compartimentalizzazione del metabolismo vegetale; - le diverse tecnologie oggi a disposizione per l’analisi su larga scala dei proteomi e metabolomi vegetali.
  B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
• comprendere e valutare criticamente le metodologie da utilizzare in un esperimento di proteomica o di metabolomica; - comprendere una via metabolica vegetale e progettare la sua modifica in sistemi vegetali od in sistemi eterologhi - affrontare la letteratura scientifica nel campo specifico, comprendendone le basi metodologiche e concettuali.
  C) Autonomia di giudizio
• Capacità di giudizio critico, attraverso lo studio di rassegne e articoli scientifici su aspetti chiave del campo e approfondite discussioni ; - Capacità di valutazione della correttezza e del rigore scientifico negli argomenti relativi alle tematiche oggetto dell’insegnamento.
  D) Abilità comunicative
• Acquisizione di adeguate competenze e strumenti utili per la comunicazione in lingua italiana e in lingua straniera (inglese), mediante l'utilizzazione di linguaggi grafici e formali, con particolare riguardo al linguaggio scientifico.
  E) Capacità di apprendimento
• Capacità di interpretazione ed approfondimento - Capacità di fruizione di strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze - Capacità di confronto per il consolidamento e il miglioramento delle proprie conocenze.

Introduzione alle biotecnologie vegetali e domesticazione delle piante nascita dell’agricoltura (2 ore)

Metabolismo secondario delle piante. (6 ore)

Introduzione al metabolismo secondario. Definizioni e caratteristiche. Molecole di interesse biotecnologico. Aspetti biochimici del metabolismo secondario: ridondanza e sub-funzionalizzazione genica ed enzimatica. Molecole di difesa, Attrattori e deterrenti alimentari. Tappe limitanti. Compartimentalizzazione metabolica tissutale, cellulare e subcellulare. Formazione dei metaboloni e channelling metabolico. Approcci metodologici per la caratterizzazione delle vie metaboliche nelle piante.

Principali metaboliti secondari (10 ore)

Fenoli, terpenoidi, alcaloidi e altri metaboliti secondari contenenti azoto. Tossine e Xenobiotici.

Introduzione alla proteomica e alla metabolomica (6 ore)

Le scienze ‘omiche’. Frazionamento subcellulare. La spettrometria di massa biologica e le sue applicazioni all’identificazione delle proteine e metaboliti vegetali di interesse biotecnologico. Separazione delle proteine mediante 2D-elettroforesi o cromatografia liquida; accoppiamento LC-MS. Analisi di metaboliti in LC MS. Differenze tra metabolomica ‘Targeted’ ed’ Untargeted’. Cenni sui metodi di scansione in spettrometria di massa finalizzati allo studio dei metaboliti. Strumenti bioinformatici nell'analisi proteomica. Analisi proteomica quantitativa, proteomica di interazione. Discussione sull’analisi proteomica in piante con genomi non sequenziati.

• introduzione BIOTECNOLOGIE

E SOSTENIBILITÀ,piante come biofabbriche

• Testi di riferimento: Materiale fornito dal docente in https://elearning.uniroma1.it/enrol/index.php?id=1502
• Nascita dell'agricoltura come esempio della più antica forma di biotecnologie vegetali
• Testi di riferimento: Materiale fornito dal docente in https://elearning.uniroma1.it/enrol/index.php?id=1502
• metabolismo secondario delle piante generalità. Interesse biotecnologico
• Testi di riferimento: Materiale fornito dal docente in https://elearning.uniroma1.it/enrol/index.php?id=1502
• metaboloni e metabolismi
• Fenoli
• Terpeni
• Composti contenti azoto
• altri metaboliti secondari di interesse biotecnologico
• Proteomica: introduzione
• Proteomica preparazione del campione
• Proteomica preparazione delle proteine
• Proteomica analisi in spettrometria di massa
• spettrometria di massa per l'analisi di metaboliti
• Analisi bioinformatiche per studi di proteomica e metabolomica
• Lettura critica di articoli
• Alla scoperta del genoma verde: introduzione alla genomica vegetale
• Oltre la natura: il mondo degli organismi geneticamente modificati (OGM). La frontiera della transplastomica
• Agrobacterium tumefaciens e la trasformazione genetica
• Agrobacterium rhizogenes: radici di innovazione biotecnologica
• Trasformazione stabile negli organismi vegetali
• Taglia, incolla, riscrivi: il genome editing con CRISPR, Zinc Finger e TALEN
• Strategie per lo studio della funzione genica. Reporter Systems and Molecular Tools in Plants
• Genetica inversa: partire dal gene per capire la pianta
• L’ RNAi e silenziamento genico. Il ruolo dei microRNA nella regolazione genica

La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

La valutazione consiste di una prova orale o prove in itinere scritte. L’esame complessivamente consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite così come le abilità comunicative.

Diapositive delle lezioni e materiale fornito dal docente in https://elearning.uniroma1.it/enrol/index.php?id=1502

• Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica OPPURE Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli OPPURE Maffei- Molecole bioattive delle piante- il mio libro self

publishing, 2015 (Amazon)

• Alberio, Fasano, Roncada –Proteomica – Edises
• Per approfondimenti:
• Chrispeels, Gepts- Agricoltura sostenibile attraverso le biotecnologie, Piccin

Obiettivi generali Il corso si propone di fornire agli studenti le basi biochimiche per comprendere le applicazioni biotecnologiche avanzate di enzimi, proteine e sistemi multienzimatici complessi. Verranno inoltre illustrati i principi biochimici dei metodi di studio delle interazioni tra macromolecole e alcuni aspetti del metabolismo dei metalli in procarioti ed eucarioti. Obiettivi specifici A) Conoscenza e comprensione - conoscere le principali applicazioni biotecnologiche di enzimi, proteine e sistemi multienzimatici; - conoscere i principali metodi biochimici per lo studio delle interazioni tra macromolecole - comprendere le strategie richieste per la produzione e ingegnerizzazione di proteine ed enzimi B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - essere in grado di utilizzare le conoscenze delle tecniche biochimiche per comprendere le applicazioni di enzimi e proteine nel campo delle biotecnologie - saper valutare l'impatto di variazioni della struttura di macromolecole biologiche sulla loro funzione; C) Autonomia di giudizio - acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio di esempi di applicazioni biotecnologiche di proteine ed enzimi tratti dalla letteratura scientifica - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese D) Abilità comunicative - saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate

Il corso si articola in sezioni tematiche che affrontano diversi aspetti della biochimica applicata di enzimi e proteine.

1) Applicazioni biotecnologiche degli enzimi. Proprietà degli enzimi: chemio-, regio- e stereoselettività. Inibizione enzimatica reversibile, irreversibile e 'suicida': esempi di importanza pratica (inibizione della sintesi dei coenzimi folici, della timidilato sintasi e della beta-lattamasi). Principali tecniche di immobilizzazione di cellule ed enzimi. Utilizzo di proteasi, lipasi e penicillina acilasi per la preparazione di composti di interesse biotecnologico. Produzione di enzimi e proteine ricombinanti: metodi e strategie. Ingegnerizzazione degli enzimi: mutagenesi sito-specifica ed evoluzione in vitro.

2) Sistemi multienzimatici nella biosintesi di metaboliti secondari bioattivi. Biosintesi non ribosomiale di metaboliti peptidici. Meccanismo enzimatico delle sintetasi peptidiche. Esempi (gramicidina, surfactina, penicilline e cefalosporine). Biosintesi dei polichetidi. Meccanismo di formazione dei polichetidi e analogie con la sintesi degli acidi grassi. Esempi (eritromicina).

3) Metodi di studio delle interazioni proteina-proteina. Metodi biochimici per identificare proteine che interagiscono: cromatografia di affinità, ligand blot e uso dei cross-linker. Sistemi basati sulle split-proteins. Metodi biochimici per lo studio quantitativo delle interazioni proteina-proteina.

4) Biosensori. Generalità. Componente ‘bio’ e componente ‘sensore’. Esempi di applicazioni nelle analisi biomediche, alimentari e della rivelazione degli inquinanti ambientali.

5) Biochimica dei metalli. Metalloproteine ed aspetti del metabolismo dei metalli. Meccanismi di omeostasi del rame e del ferro in procarioti ed eucarioti.

Esercitazioni in laboratorio.

• produzione proteine ricombinanti
• Testi di riferimento: slide lezioni
• enzimi e loro applicazioni
• Testi di riferimento: slide lezioni
• metodi di studio delle interazioni proteina-proteina
• Testi di riferimento: slide lezioni

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18). L’esame è orale e le risposte alle domande vengono giudicate sia per il contenuto sia per il linguaggio scientifico appropriato. Lo studente può scegliere di sostenere un esame orale con domande a risposta aperta oppure presentare una rielaborazione personale di un articolo di approfondimento scelto dalla letteratura scientifica su un argomento del programma del corso.

Libri di testo e materiale didattico sono pubblicati dal docente nel sito didattico Elearning2 alla pagina web http://elearning2.uniroma1.it

Obiettivi principali L’insegnamento approfondisce le conoscenze di biologia della cellula acquisite nel corso della Laurea Triennale. Obiettivo principale del corso è far acquisire allo studente conoscenze approfondite, aggiornate alla luce delle nuove ricerche pubblicate annualmente, sulla struttura e le funzioni della cellula eucariotica, in particolare quella animale. Il corso è articolato in lezioni frontali durante le quali sono discussi anche gli approcci sperimentali utilizzati nelle recenti pubblicazioni scientifiche relative alla biologia cellulare avanzata.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza dei meccanismi molecolari che governano i processi cellulari nelle cellule eucariotiche -Approfondimento delle conoscenza e comprensione delle attività cellulari che permettono il mantenimento e l’integrità funzionale delle membrane presenti nelle cellule eucariotiche e degli organuli da queste delimitati. -Conoscenza e comprensione dei meccanismi di segnalazione tra cellule, delle diverse tipologie di recettori coinvolti, e degli effetti che questi possono avere su attività enzimatica, strutture e processi cellulari (Es. organizzazione del citoscheletro, processi di endocitosi ecc.)
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica -saper identificare le giuste procedure sperimentali da utilizzare per chiarire alcuni processi della Biologia cellulare
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, anche attraverso lo studio delle procedure sperimentali seguite nell’identificazione di molecole chiave all’interno di alcuni processi cellulari. - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

La prima parte del corso prevede di riprendere i concetti acquisiti nella Laurea Triennale sui costituenti chimici della membrana plasmatica approfondendo alcuni aspetti organizzativi di questa: Lipidi e proteine di membrana; struttura e ruolo delle zattere lipidiche (2 ore) e organizzazione delle caveole (2 ore).

Giunzioni e adesioni cellulari. Ruolo delle diverse proteine di membrana: Selectine, Caderine, Superfamiglia delle proteine Ig (ICAMs e V-CAM). Proteine impalcatura (2 ore). Nanotubuli tra cellule; composizione della matrice extracellulare; Integrine: ruolo nell’adesione cellula-matrice e nella segnalazione (2 ore).

Compartimenti intracellulari e origine delle nuove membrane. Gocce lipidiche e siti di contatto tra membrane/organelli (4 ore). Il trasporto di molecole tra nucleo e citoplasma: struttura delle nucleoporine e del poro nucleare, origine evolutiva, segnali di riconoscimento (2 ore). Proteine mitocondriali codificate da mtDNA o dal genoma nucleare e importazione attraverso i complessi TOM e TIM; rilascio di vescicole da parte dei mitocondri (3 ore). Perossisiomi: origine, funzioni nella cellula animale e ruolo delle perossine (1 ora). Morfogenesi del RE e ruolo del RE in indirizzamento e ripiegamento delle proteine; controllo qualità e detossificazione (4 ore). Apparato di Golgi struttura e modelli funzionali; ruolo delle golgine nella regolazione di dinamica e stabilità del Golgi; attività di glicosilazione nucleazione di microtubuli (3 ore).

Rivestimenti delle vescicole coinvolte nel traffico intracellulare:rivestimento di clatrina, COPI e COPII. Ruolo delle proteine Rab e SNARE in attracco e fusione delle vescicole alla membrana bersaglio (3 ore). Organuli acidi: endosomi e lisosomi e malattie lisosomiali. Fagocitosi ed esempi di endocitosi mediata da recettore, transcitosi, rilascio di esosomi. Endocitosi mediata da caveole. Secrezione costitutiva e regolata. Vescicole Sinaptiche (4 ore). Approfondimenti sul citoscheletro: origine evolutiva delle proteine citoscheletriche, proteine non motrici associate ai microfilamenti (2 ore). Superfamiglie di proteine motrici (2 ore). Septine. Modificazioni del citoscheletro associate ai meccanismi di migrazione cellulare in cellule non muscolari (2 ore)

Principi generali della comunicazione cellulare: recettori di superficie e recettori intracellulari (2 ore). Amplificazione del segnale, meccanismi di feedback. Reti di segnalazione tramite recettori collegati a proteine G. Trasduzione e secondi messaggeri. Lo ione calcio e i canali che ne permettono l’aumento di concentrazione nel citosol. Reti di segnalazione mediante recettori associati ad enzimi (RTK, RSGK). Cenni su vie di segnalazione mediante proteolisi controllata (8 ore).

La valutazione comprende una prova scritta e un colloquio orale facoltativo. La prova scritta comprende 10 quesiti a risposta aperta. Il punteggio attribuito a ciascun quesito è pari a 3 per ogni risposta completa, 0 per ogni risposta non data/errata, e punteggio intermedio (1-2,5) per ogni risposta incompleta/imprecisa. Il punteggio massimo è pari a 30; il punteggio minimo per essere ammessi all’orale è 18. La prova scritta può essere frazionata in due parti: una dopo circa metà delle lezioni e l’altra a fine corso, che danno diritto all’esonero dall’esame scritto nei primi due appelli di esame (suggerito per gli studenti che frequentano le lezioni).

La prova scritta ha l’obiettivo di accertare la capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite per risolvere quesiti di Biologia cellulare.

L’esame orale facoltativo può portare ad un incremento del punteggio dello scritto fino ad un massimo di 4 punti.

Biologia Molecolare della cellula (6 edizione) by Alberts et al. (2024) oppure

Biologia Molecolare della Cellula (4 edizione) by Lodish et al (2022)

Vengono forniti pdf di articoli e reviews da riviste scientifiche di alto impatto.

Le presentazioni power point usate per le lezioni vengono rese disponibili come files PDF sulla piattaforma elearning Moodle dopo le lezioni per gli studenti iscritti.

Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso: https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=7215

Obiettivi principali
Il corso si propone di studiare le applicazioni di ingegneria metabolica vegetale e l’utilizzo di metodologie avanzate per lo studio e produzione di molecole bioattive di interesse agronomico, farmacologico o alimentare. Inoltre, gli studenti svilupperanno competenze nell'applicazione dell'ingegneria metabolica vegetale per migliorare geneticamente le piante in risposta a stress biotici e abiotici, nonché per la produzione di biocarburanti, la fitofortificazione, il molecular farming e il fitorimedio. Le competenze saranno acquisite mediante lezioni frontali e attività seminariali da parte di esperti di settore. Le competenze saranno inoltre implementate grazie a visite in aziende e enti che operano nel settore agronomico.
Obiettivi specifici
A) Conoscenze e capacità di comprensione
Acquisire conoscenze dettagliate sullo studio dei meccanismi molecolari alla base della biosintesi e regolazione della produzione macromolecole vegetali di interesse industriale e farmacologico. Acquisire conoscenze sulle tecniche avanzate di analisi dei metaboliti e macromolecole vegetali. Acquisire conoscenze dei principali approcci di biologia molecolare e biologia cellulare finalizzati alla ingegnerizzazione vegetale per l’ottenimento di varietà coltivate con tratti agronomici migliorati. Comprendere l’effetto di particolari molecole vegetali nella cura di patologie vegetali. In particolare, gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di conoscere e comprendere:
Principali sistemi avanzati per lo studio del metabolismo vegetale Applicazioni della ingegneria genetica metabolica per l’ottenimento di prodotti vegetali di interesse industriale. Metodi biotecnologici per l’ottenimento di piante di migliorato valore nutrizionale, resistenza a stress e piante migliorate per la produzione di bioenergia.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• comprendere ed eseguire protocolli sperimentali volti alla produzione di metaboliti vegetali di interesse commerciale - progettare l’ingegnerizzazione di vie metaboliche per il miglioramento genetico vegetale.
  C) Autonomia di giudizio- - capacità di comprendere e risolvere in modo autonomo problemi scientifici inerenti il metabolismo vegetale per miglioramento delle piante e per applicazioni in campo industriale. - Capacità di valutare e interpretare in modo autonomo dati sperimentali per lo studio del metabolismo vegetale e delle sue modifiche con approcci biotecnologici per il miglioramento vegetale
  D) Abilità comunicative - Acquisizione di adeguate competenze e strumenti utili per la comunicazione e la divulgazione delle conoscenze acquisite e dei risultati di attività scientifica svolta durante il percorso di studio. - Capacità di comunicare con responsabili industriali, tecnici della produzione e con responsabili di enti di ricerca pubblici e privati di settore.
  E) Capacità di apprendimento - Capacità autonoma di approfondimento di ulteriori informazioni scientifiche e conoscenze tecniche di settore per l'aggiornamento continuo delle conoscenze. - Capacità di apprendere strumenti conoscitivi e metodo scientifico tipici della attività di un biologo cellulare nel settore della ricerca scientifica nel miglioramento genetico e applicata alla produzione di metaboliti vegetali di interesse commerciale

(18 ore)

Concetti generali sulle biotecnologie metaboliche per il miglioramento vegetale. Parete cellulare: metodi avanzati di analisi. Modifiche della parete per miglioramento della crescita e resistenza a stress biotici, polisaccaridi di parete di interesse industriale. Enzimi della parete cellulare ed inibitori proteici, espressione degli enzimi ed inibitori in pianta per applicazioni tecnologiche in campo alimentare. Oligosaccarine nello sviluppo e difesa della pianta da patogeni. Poli/oligosaccaridi di origine vegetale biologicamente attivi: proprietà biologiche, meccanismo d’azione come fitofarmaci e prebiotici. Biologia sintetica.

(12 ore)

Applicazioni dell’ingegneria metabolica per l’ottenimento di nuove molecole di interesse industriale. Esempi di molecular farming: produzione di anticorpi, vaccini e metaboliti di interesse biomedico nelle piante. Applicazioni dell’ingegneria metabolica per ottenere piante coltivate migliorate per caratteristiche nutrizionali. Ingegneria metabolica nel metabolismo degli zuccheri.

(14 ore)

Modifiche metaboliche per miglioramento della crescita e resistenza a stress abiotici: idrico, flooding, alte temperature, basse temperature. Grafting e biotecnologie dedicate. Piante nel fitorimedio.

(4 ore)

Biocarburanti. Bioetanolo e biodiesel. Prima, seconda e terza generazione. Biocarburanti da biomasse lignocellulosiche. Piante superiori migliorate per produzione di biocarburanti (bioetanolo e biodiesel) mediante ingegneria genetica

La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

La valutazione consiste di una prova orale. L’esame complessivamente consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite così come le abilità comunicative.

-Biotecnologie Sostenibili. M. Galbiati, A. Gentile, S. La Malfa. Collana - Università & formazione - Edizioni Edagricole

-Agricoltura sostenibile attraverso le biotecnologie. M.J Chrispeels, P. Gepts Piccin

-Fisiologia Vegetale Applicata, V. Lionetti e D. Bellincampi. Piccin

-Biotecnologie Vegetali, G.Pasqua e C. Forni. Piccin

Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso:

https://elearning2.uniroma1.it

Obiettivi generali -
Obiettivo principale del corso è permettere allo studente di acquisire conoscenze avanzate di genetica microbica, inclusi gli aspetti molecolari, che sono alla base dello sviluppo di molte delle attuali tecniche di biologia molecolare e del DNA ricombinante.
Gli obiettivi formativi del corso sono la comprensione di alcuni degli esperimenti storici della genetica microbica e lo studio dei più recenti avanzamenti nei campi della genetica batterica, fagica e dei microbi eucariotici. Saranno argomenti del corso anche i processi molecolari alla base dell’evoluzione dei genomi microbici, i meccanismi di controllo degli elementi genetici, incluso i cromosomi, i plasmidi, i trasposoni ed i meccanismi molecolari del differenziamento microbico.
Obiettivi specifici –
Conoscenza e capacità di comprensione. Gli obiettivi specifici del corso includono: Conoscere e comprendere alcuni degli esperimenti storici della genetica microbica, gli avanzamenti nei campi della genetica batterica, fagica e dei microbi eucariotici quali il lievito Saccharomyces cerevisiae; Conoscere e comprendere il ruolo delle mutazioni nell’evoluzione dei genomi microbici, i meccanismi di regolazione degli elementi mobili quali i plasmidi e i trasposoni ed il controllo della trasposizione; Conoscere e comprendere i processi molecolari alla base del differenziamento microbico; Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Il corso fornisce gli strumenti che permettono allo studente: di valutare i meccanismi molecolari alla base della variabilità genetica, le risposte dei microbi ai meccanismi di difesa dell’ospite e all’ambiente; di applicare le diverse metodiche d’indagine molecolari, di genetica classica e genetica inversa. Autonomia di giudizio: Lo studente, attraverso lo studio della letteratura e l’analisi di dati sperimentali presenti nelle banche dati pubbliche, acquisisce una autonomia di interpretazione dei dati sperimentali e di collocarli, in modo critico, nel quadro delle conoscenze già acquisite. Abilità comunicative: lo studente acquisisce l’uso di una terminologia scientifica appropriata per la comunicazione sia a un pubblico laico che di esperti. Capacità di apprendimento: la capacità di apprendere è stimolata dal continuo riferimento alle conoscenze acquisite e alle metodologie utilizzate per l’avanzamento delle stesse. Al termine del corso gli studenti sapranno valutare i meccanismi genetici alla base delle più svariate problematiche microbiologiche e individuare i più appropriati metodi d'indagine.

Cenni storici di genetica dei procarioti, nomenclatura e genetica quantitativa. Gli elementi genetici batterici: i plasmidi ed il cromosoma batterico, controllo del numero di copie e meccanismi di segregazione; i sistemi tossina/antitossina ed il controllo della crescita microbica; i trasposoni; gli integroni, le isole di patogenicità. Il fago Mu e lo sviluppo di vettori di clonaggio e di espressione.

Meccanismi molecolari della ricombinazione omologa e sito specifica. Analisi genetica dei processi di ricombinazione nei batteri, nei fagi e nei lieviti.

La genetica fagica, l’organizzazione del genoma fagico, le mappe fagiche, analisi del locus rII di T4 (gli esperimenti di Benzer). Meccanismi di regolazione dell’espressione dei geni precoci, intermedi e tardivi.

Il lievito Saccharomyces cerevisiae: ciclo vitale, variazione del tipo coniugativo, tecniche di analisi genetica del lievito. I telomeri di lievito e la telomerasi.

La genetica del differenziamento microbico: la divisione asimmetrica ed il destino cellulare in sistemi modello quali il lievito Saccharomyces cerevisiae ed in Caulobacter crescentus.

La valutazione comprende una prova scritta ed una orale. La prova scritta è costituita da un test con risoluzione di problemi di genetica microbica e domande aperte. Tipicamente il test si compone di 10 domande, sui temi sviluppati a lezione e nei laboratori didattici. Compatibilmente con le altre attività didattiche degli studenti, saranno effettuate prove di valutazione in itinere. Durante le prove di verifica saranno valutate le conoscenze acquisite nel corso e la capacità di presentazione e di esposizione. La votazione sarà espressa in 30/30; la lode sarà assegnata nel caso in cui lo studente mostrerà di aver impiegato le conoscenze acquisite per formulare ipotesi sperimentali, e valutare i dati sperimentali sulla base delle ipotesi formulate.

Larry Snyder and Wendy Chapness: “Molecular Genetics of Bacteria” (V edizione), articoli scientifici e materiale didattico elaborato dal docente sulla base di articoli scientifici e testi.

Il materiale didattico è disponibile: biblioteca del dipartimento BBCD (https://bbcd.bio.uniroma1.it/it/biblioteca-charles-darwin); piattaforma E-learning (https://elearning.uniroma1.it/); cartella DRIVE condivisa con gli studenti. Ove necessario, chiedere la chiave di accesso al docente ([email protected]).

Obiettivi formativi: Il corso mira ad illustrare i principali approcci di genomica funzionale. Gli studenti impareranno ad applicare le tecnologie basate sui DNA microarrays e sul sequenziamento di nuova generazione NGS, affrontandone i problemi e comprendendone le prospettive. In particolare gli studenti familiarizzeranno con il data mining: dalla normalizzazione al filtraggio statistico dei dati al gene clustering e alla classificazione ontologica. Si passerà poi a studiare la disponibilità e l'utilizzo di dati di genomica funzionale nei database pubblici e la loro rilevanza per la ricerca in biomedicina.
-Obiettivi generali: L'illustrazione teorica dei principi alla base delle principali metodologie utilizzate in genomica funzionale sarà complementata da alcune esercitazioni pratiche sull'uso di software di analisi e in seguito dalla discussione di lavori presi dalla letteratura recente. In tal modo lo studente potrà sviluppare un'attitudine ad interpretare i lavori di genomica funzionale con spirito critico e a pesare il valore e la portata di analisi di quel tipo.

Tecniche ad ampio spettro di Genomica Funzionale:

Microarrays and next generation sequencing 0.3 CFU

Tecnologie basate su DNA microarrays 0.3

Selezione Target, marcatura ed ibridazione dei probe 0.3

Normalizzazione e filtraggio statistico dei dati 0.2

Softwares per analisi microarray 0.4

False discovery rate e significatività dei dati 0. 2

Metodi di Gene clustering 0.4

Gene ontology 0.4

Meta-clustering and meta-analysis 0.3

Biomarcatori per le patologie 0.2

Metodologie per RNAseq 0.2

Pipeline for processing RNAseq data 0.2

Database di dati trascrittomici 0.2

Database di organismi modello 0.2

Immunoprecipitazione della cromatina ChIP 0.2

Mappatura genomica di proteine (ChIP on chip and Chipseq) 0.2

Studio delle interazioni genetiche tra proteine 0.2

Studio delle interazioni fisiche tra proteine 0.2

Organizzazione della cromatina 0.5

Tecniche di analisi della cromatina 0.3

Tecniche di analisi single cell 0.2

Modelli per systems’ biology 0.2

Tecniche di analisi del Microbioma 0.2

Presentazione con videoproiezione di lavori dalla letteratura scientifica

Materiali disponibili su Moodle

Obiettivi principali Fornire agli studenti una visione integrata delle diverse molecole e strutture cellulari coinvolte nella mitosi e delle loro interazioni, mettendone in evidenza la forte conservazione evolutiva. Gli studenti dovranno acquisire una buona conoscenza dei sistemi modello e dei metodi sperimentali utilizzati per lo studio della mitosi. Dovranno inoltre comprendere come lo studio della mitosi e delle proteine in essa coinvolte possa contribuire alla comprensione di patologie umane, con particolare riguardo alla carcinogenesi. Dovranno infine acquisire nozioni di base sui meccanismi molecolari della divisione asimmetrica delle cellule staminali.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza delle principali componenti strutturali e regolative coinvolte nella divisione cellulare e comprensione dei meccanismi che controllano la corretta progressione del processo - Conoscenza dei principali approcci e sistemi sperimentali in uso per lo studio della mitosi - Conoscenza delle possibili conseguenze patologiche di alterazioni del processo mitotico
B) Capacità di applicare conoscenze e comprensione - Acquisire e saper utilizzare la corretta terminologia per descrivere componenti e meccanismi della mitosi -Saper riconoscere le principali componenti cellulari coinvolte nel processo di divisione - Saper definire i possibili approcci sperimentali per lo studio di specifici aspetti della mitosi C) Autonomia di giudizio - Saper proporre e valutare criticamente ipotesi sperimentali, anche attraverso lo studio e l’approfondimento di esperimenti che hanno portato al chiarimento di particolari aspetti della mitosi. - Capacità di valutare la significatività dei dati sperimentali attraverso la loro corretta quantificazione.
D) Abilità comunicative - Saper riportare verbalmente e/o con l’ausilio supporti multimediali quanto appreso in modo articolato e comprensibile
E) Capacità di apprendimento - Acquisire una visione complessiva del processo mitotico e dell’elevato grado di conservazione evolutiva che lo caratterizza. - Apprendere e saper utilizzare i termini specifici per descrivere componenti e sub-processi coinvolti nella divisione.

L’insegnamento di Microbiologia Cellulare e Vaccinologia ha l’obiettivo di fornire agli studenti gli strumenti conoscitivi necessari per comprendere la complessità delle interazioni tra microrganismi e organismi eucariotici, con particolare attenzione ai meccanismi molecolari che regolano il rapporto tra ospite e patogeno. Il corso introduce i principi fondamentali della microbiologia cellulare, analizzando le strategie attraverso cui i microrganismi colonizzano l’ospite, superano le barriere difensive, instaurano un processo infettivo e modulano la risposta immunitaria dell’organismo.
Il percorso didattico sarà strutturato in modo sequenziale e cumulativo, integrando le conoscenze relative al riconoscimento dei microrganismi da parte del sistema immunitario innato e adattativo, al ruolo del microbiota nella fisiologia e nella patologia dell’ospite e ai meccanismi molecolari che determinano la transizione da una condizione di commensalismo a una condizione patogena. Particolare attenzione sarà dedicata all’analisi delle diverse fasi dell’infezione, comprendendo i processi di adesione e colonizzazione, invasione dei tessuti, sopravvivenza nei compartimenti intracellulari, evasione delle difese dell’ospite e produzione di fattori di virulenza responsabili del danno cellulare e tissutale.
Attraverso lo studio di alcuni patogeni umani di rilevanza medica, saranno approfondite le strategie molecolari utilizzate dai microrganismi per interagire con le cellule dell’ospite, alterarne le funzioni e favorire la progressione dell’infezione. Verranno analizzati sistemi di regolazione genica, meccanismi di comunicazione batterio-ospite, sistemi di secrezione, fattori di virulenza, adattamento agli ambienti dell’ospite e meccanismi di resistenza alle condizioni di stress imposte dal sistema immunitario.
Le conoscenze acquisite permetteranno agli studenti di comprendere come le caratteristiche genetiche e fenotipiche dei microrganismi determinino differenti strategie patogeniche e come l’equilibrio tra ospite e comunità microbiche possa influenzare lo stato di salute o malattia. Nella parte conclusiva del corso saranno introdotti i principi alla base della prevenzione delle infezioni, con particolare riferimento alle strategie vaccinali, alle diverse tipologie di vaccini, ai criteri razionali per l’identificazione di nuovi bersagli vaccinali e al percorso scientifico e sperimentale che conduce dallo sviluppo in laboratorio all’applicazione clinica.

Introduzione sulla microbiologia cellulare.

Interazioni ospite-microrganismi con effetti positivi: il microbiota

Microbiota e patologie associate alla disbiosi

Interazioni ospite-patogeno: le fasi dell'infezione

I fattori di virulenza

Come i batteri percepiscono l’ambiente esterno durante l’infezione: Two Component Systems

Le pompe ad efflusso nell'interzione ospite-patogeno

Le poliammine nell'interazione ospite-patogeno

Evoluzione di Yersinia e il T3SS

I meccanismi di infezione di Escherichia coli patogeni: EAEC e AIEC

Shigella flexneri e la risposta agli acidi grassi

Il biofilm e tecniche per lo studio e per l'imaging

Acinetobacter baumannii

La risposta immunitaria dell'ospite

Vaccinologia

Vaccinologia: storia, reverse vaccinology, tecniche e prospettive

Le fasi dell'infezione di Salmonella

Pseudomonas aeruginosa e la risposta allo stress

Nuove tecnologie per lo studio dell'interazione ospite-patogeno: organoidi

Laboratori didattici per lo studio pratico dell’interazione ospite-microrganismo.

Esame orale finalizzato alla valutazione delle conoscenze acquisite durante il corso.

Lo studente sarà chiamato a rispondere a domande riguardanti gli argomenti trattati a lezione come ad esempio:

• le fasi del processo invasivo di un patogeno;
• la definizione e alcuni esempi di fattori di virulenza;
• esempi di patogeni che utilizzano i meccanismi zipper e trigger per l'invasione della cellula ospite.

Inoltre, lo studente dovrà presentare una tesina basata su un articolo scientifico da lui scelto e approvato dal docente, e rispondere a eventuali domande relative all'argomento esposto.

"Biologia dei microrganismi" a cura di Gianni Dehò e Enrica Galli

"Brock - Biologia dei Microrganismi" volume 2 microbiologia ambientale, biomedica e industriale

Obiettivi generali Obiettivo principale di questo insegnamento è far acquisire allo studente conoscenze sugli aspetti molecolari, cellulari ed evolutivi dell’immunità delle piante, e sulle somiglianze e differenze con i meccanismi immunitari degli animali. Lo studente acquisirà inoltre conoscenze sulle basi molecolari della comunicazione (riconoscimento, elicitazione, risposte) tra piante e microrganismi sia patogeni che benefici, e i meccanismi di controllo della risposta immunitaria che sono alla base della patogenicità e delle simbiosi. Infine, nel corso dell’insegnamento lo studente comprenderà come le conoscenze acquisite nello studio delle interazioni pianta-microorganismo siano il fondamento per la messa a punto e lo sviluppo di approcci biotecnologici. Il corso si propone anche di far acquisire allo studente la capacità di utilizzare le risorse bibliografiche e di esporre con chiarezza contenuti scientifici complessi relativi agli aspetti oggetto del programma.

• Obiettivi specifici A. Conoscenza e comprensione: - Linguaggio e terminologia specifici. - I meccanismi che costituiscono il sistema immunitario innato delle piante - Le somiglianze e le differenze tra il sistema immunitario delle piante e quello degli animali. - Gli elementi, i processi e i meccanismi di regolazione molecolari e cellulari rilevanti nelle interazioni tra piante e microbi (patogeni e benefici). - Le dinamiche di coevoluzione tra piante e microbi. - I principali metodi di studio adottati nello studio delle interazioni piante-microorganismi - I problemi socio-economici relativi alle problematiche nel campo specifico e le strategie biotecnologiche classiche e innovative.
  B. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Capacità di usare la terminologia specifica - Capacità di delineare percorsi concettuali e metodologici adeguati per affrontare problemi e quesiti nel campo delle Interazioni pianta-microbi. - Capacità di utilizzare le risorse bibliografiche, i software e le risorse biologiche disponibili attraverso il Web per affrontare e interpretare problemi specifici relativi alle tematiche oggetto dell’insegnamento.
  C. Capacità critiche e di giudizio - Capacità di giudizio critico, attraverso lo studio di rassegne e articoli scientifici su aspetti chiave e attraverso approfondite discussioni collettive ; - Capacità di valutazione della correttezza e del rigore scientifico attraverso l’analisi e la discussione collettiva della parte sperimentale e metodologica di recenti articoli scientifici di elevata qualità.
  D. Capacità di comunicare quanto si è appreso - Acquisizione di adeguate competenze e strumenti utili per la comunicazione in lingua italiana, mediante l'utilizzazione di linguaggi grafici e formali, con particolare riguardo al linguaggio scientifico, attraverso discussioni e seminari che fanno parte integrante dell’esame orale
  E. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita Lo studente avrà acquisito: - la capacità di impostare un metodo di studio autonomo e flessibile, che consenta di condurre ricerche e approfondimenti personali e di continuare in modo efficace nell’avanzamento di conoscenze. - la capacità di individuare aspetti problematici, irrisolti e innovativi in tematiche biologiche - la capacità di reperire e fruire di strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze - la capacità di confrontarsi per l’avanzamento, il consolidamento e il miglioramento delle proprie conoscenze.
  Risultati attesi: Possesso dei contenuti fondamentali della disciplina specifica, e della capacità di padroneggiarne le procedure e i metodi d’indagine propri, anche per orientarsi ed operare nel campo delle scienze applicate.

Di seguito il programma dell’intero insegnamento, che è è svolto in co-docenza.

• Concetti generali. Microorganismi patogeni e simbionti. Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum (tabacco), Hordeum vulgare (orzo) e Triticum aestivum(frumento) come sistemi modello per lo studio dell’interazione pianta-patogeno.

Meccanismi penetrazione. Degradazione delle pareti cellulari, enzimi e loro inibitori.

• Introduzione al sistema immunitario. Meccanismi di difesa delle piante al sito di infezione: meccanismi preformati e inducibili, strutturali e biochimici. Risposte di difesa sistemiche. Risposta ai fitofagi ed erbivori.
• Controllo genetico nelle interazioni pianta-microrganismo; resistenza gene-per-gene; riconoscimento molecolare. Molecole di virulenza/effettori. Le proteine R: proteine modulari con ripetizioni ricche di leucina (LRR) NBS-LRR nella risposta ai patogeni. ETI: “Effector-triggered immunity”.
• Segnali di pericolo per la pianta (o elicitori). Elicitori generali: profili molecolari associati ai microbi (MAMP) e associati al danno (DAMP). La parete cellulare nella segnalazione del danno tissutale. PTI: “Pattern-Triggered Immunity”. I recettori per il riconoscimento dei profili molecolari (PRR) di patogeni e simbionti, e i loro corecettori. Dinamiche dei complessi di percezione degli elicitori.
• Generalità sugli effettori. Effettori batterici: esempi. Effettori di funghi e oomiceti: esempi.
• PTI e ETI come meccanismi interdipendenti.
• La struttura proteica LRR nella risposta immunitaria vegetale e animale e nelle risposte agli ormoni. Relazioni struttura-funzione nei recettori per il riconoscimento di MAMP, DAMP e proteine di resistenza. Recettori chimerici. Conservazione, analogie e differenze tra il sistema immunitario animale e quello vegetale.
• Cascate di trasduzione nella difesa: ruolo di fosforilazione/defosforilazione, ubiquitinazione ed altre modificazioni post-traduzionali. Interazione tra vie di trasduzione coinvolte nella difesa e nello sviluppo. Interazioni ormonali nella risposta di difesa.
• Resistenza sistemica: Resistenza sistemica acquisita, Resistenza sistemica indotta, Risposta sistemica alla ferita.
• Interazioni pianta microbiota: effetti sulla crescita e sulla risposta ai patogeni. Microorganismi benefici con particolare attenzione di quelli utilizzati in campo agricolo come biofertilizzanti, biostimolanti o bioprotettori. PGPR/PGPF: Rhizobatteri e funghi promotori della crescita delle piante.

La valutazione sarà basata sull'interesse e l'attività dimostrata dallo studente durante le lezioni e i seminari. Si verificherà se lo abbia compreso i principi e i concetti di base, sia stato in grado di esplorare domande, analizzare e risolvere problemi scientifici e di impegnarsi in un apprendimento attivo. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

Agrios (Fifth Edition) Plant Pathology, Academic Press. Fino al capitolo 6 incluso.

Biochemistry and Molecular Biology of Plants (Second Edition). John Wiley & Sons, 2015 - Capitolo 21.7

Reverberi et al. Patologia vegetale molecolare, Piccin-Nuova Libraria.

Materiale didattico disponibile al link https://elearning2.uniroma1.it/course/view.php?id=621

Obiettivi Formativi

• L’insegnamento ha lo scopo di studiare l’organizzazione strutturale e funzionale della cellula vegetale ed i modelli di sviluppo delle piante, mediante sistemi sperimentali e metodologie avanzate. Ha inoltre la finalità di fornire le conoscenze e gli strumenti tecnologici per incrementare la professionalità del biologo in settori che usano sistemi cellulari vegetali. Il corso richiede conoscenze di Botanica e Fisiologia vegetale acquisite nella laurea triennale di Biologia. Il corso comprende lezioni frontali.
  Obiettivi specifici
  A) Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza e comprensione dell’organizzazione strutturale e funzionale dei diversi compartimenti cellulari peculiari della cellula vegetale. - Conoscenza e comprensione dei meccanismi molecolari di plasticità e differenziamento delle piante. - Conoscenza e comprensione di sistemi sperimentali utilizzati come sistemi modello per studiare la biologia dello sviluppo delle piante
  B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione -saper usare la terminologia specifica della materia -saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di Biologia cellulare e dello sviluppo delle piante
  C) Autonomia di giudizio - acquisire capacità di giudizio critico nella lettura delle procedure sperimentali e dei risultati riportati in letteratura su specifiche problematiche di ricerca - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
  D) Abilità comunicative -saper esporre le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni frontali
  E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica della materia - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Obiettivi Formativi

• L’insegnamento ha lo scopo di studiare l’organizzazione strutturale e funzionale della cellula vegetale ed i modelli di sviluppo delle piante, mediante sistemi sperimentali e metodologie avanzate. Ha inoltre la finalità di fornire le conoscenze e gli strumenti tecnologici per incrementare la professionalità del biologo in settori che usano sistemi cellulari vegetali. Il corso richiede conoscenze di Botanica e Fisiologia vegetale acquisite nella laurea triennale di Biologia. Il corso comprende lezioni frontali.

Obiettivi specifici

A) Conoscenze e capacità di comprensione

• Conoscenza e comprensione dell’organizzazione strutturale e funzionale dei diversi compartimenti cellulari peculiari della cellula vegetale.
• Conoscenza e comprensione dei meccanismi molecolari di plasticità e differenziamento delle piante.
• Conoscenza e comprensione di sistemi sperimentali utilizzati come sistemi modello per studiare la biologia dello sviluppo delle piante

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

-saper usare la terminologia specifica della materia

-saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di Biologia cellulare e dello sviluppo delle piante

C) Autonomia di giudizio

• acquisire capacità di giudizio critico nella lettura delle procedure sperimentali e dei risultati riportati in letteratura su specifiche problematiche di ricerca
• imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese

D) Abilità comunicative

-saper esporre le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni frontali

E) Capacità di apprendimento

• apprendere la terminologia specifica della materia
• connettere in modo logico le conoscenze acquisite
• identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

PROGRAMMA:

Parte I: Biogenesi e caratteristiche ultrastrutturali dei compartimenti peculiari delle cellule vegetali. Parete cellulare. Vacuolo. Plastidi. Citoscheletro. Sistema di endomembrane. Nucleo e genoma: il ciclo cellulare e la sua regolazione nel coordinamento fra proliferazione e differenziamento. Comunicazione cellulare. Morte Cellulare programmata. Crescita e differenziamento cellulare. Poliploidizzazione durante il differenziamento e conseguenze per lo sviluppo.

Parte II: Definizione di totipotenza e pluripotenza delle cellule vegetali. Le cellule staminali e la loro localizzazione nei meristemi. Plasticità e determinazione del destino cellulare. Cellule iniziali e derivate. Marcatori di identità cellulare. Coordinamento funzionale nel meristema e meccanismi di interdipendenza fra meristemi. L’effetto posizione nel differenziamento. Meccanismi di definizione del piano di organizzazione della pianta. Modulazione dello sviluppo post-embrionale in fusto, radice e foglia. Transizione fiorale e sviluppo del fiore. La riprogrammazione ed il transdifferenziamento. Tessuti multifunzionali nei diversi organi della pianta. Principali sistemi sperimentali per lo studio del differenziamento cellulare delle piante e applicazioni industriali. La radicazione avventizia e sue applicazioni. Embriogenesi somatica.

La valutazione verrà effettuata con una sola prova orale al termine delle lezioni frontali. Lo studente dovrà saper esporre le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni frontali e durante lo studio. L'esame di tipo orale, potrà essere effettuato a scelta dello studente in una delle 5 sessioni di esame. Per gli studenti fuori corso sono previste 2 altre sessioni.

Parte 1: Biologia Cellulare e Molecolare delle Piante. Editore PICCIN

Parte 2: Elementi di biologia dello sviluppo delle piante. Editore EdiSES

Obiettivi principali
Questo corso ha l’obiettivo di illustrare le caratteristiche di diversi organismi modello e il loro utilizzo nelle piattaforme industriali, analizzando anche le diverse strategie di miglioramento. Il corso si prefigge di saper individuare e valutare la scelta appropriata dell'organismo modello in base al tipo di applicazione biotecnologica affrontata, in funzione dei diversi settori industriali (es. alimentare, farmaceutico e chimico). Il corso comprende lezioni frontali e sessioni di laboratorio, dedicate ad apprendere la capacità di coltivazione e di manipolazione di alcuni dei sistemi modello trattati.
Obiettivi specifici
A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza dei principali organismi utilizzi nelle piattaforme industriali -Conoscenza e comprensione dei principali processi produttivi basati sui diversi sistemi cellulari -Conoscenza e comprensione delle strategie di miglioramento per l’ottenimento di prodotti a livello industriale
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica -saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di base dell’utilizzo dei diversi sistemi modello -sapere le strategie per il miglioramento degli organismi modello studiati -sapere le basi per il mantenimento in laboratorio dei diversi sistemi modello trattati durante il corso
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio degli organismi modello e il loro utilizzo nelle diverse industrie - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti degli argomenti trattati.

Introduzione al corso; generalità sulla produzione dei metaboliti primari e secondari, gli Streptomyces e i Bacillus come generi di riferimento ed esempi riguardanti il loro impiego nell’industria farmaceutica (10 ore).

Ecologia microbica degli alimenti e i batteri lattici come starters nell’industria alimentare, generalità dei vari generi di batteri lattici e strategie di miglioramento per il loro utilizzo (8 ore).

Il lievito come sistema modello, generalità e varie applicazioni nei campi della chemogenomica, dei biosensori, delle proteine ricombinanti, dell’industria alimentare (8 ore).

Caenorhabditis elegans come modello di invertebrati, caratteristiche, manipolabilità e applicazioni nelle diverse piattaforme industriali (10 ore).

Modelli murini, generalità ed esempi di applicazioni nelle biotecnologie industriali (4 ore).

SESSIONI DI LABORATORIO (12 ore). Osservazione e manipolabilità di alcuni sistemi modello trattati durante il corso come Streptomyceti e C.elegans.

• Introduzione al corso
• Testi di riferimento: N/A
• Streptomyces generalità
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Streptomyces applicazioni nella produzione di antibiotici
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Bacillu generalità
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Bacillus e proteine ricombinanti
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Batteri lattici e applicazioni alimentari
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Corynebacterium generalità
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Corynebacterium e produzione di amminoacidi
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Lievito generalità
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Lievito e chemigenomica
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• lievito e proteine ricombinanti
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Lievito e patologie mitocondriali
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• C.elegans generalità
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• C.elegans come modello di patologie e screening di molecole
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• C.elegans e interazioni ospite-microrganismo
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Modelli murini e applicazioni
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Ripasso argomenti trattati su domande degli studenti
• Testi di riferimento: N/A
• Seminario sulle applicazioni della digital PCR in una realtà industriale
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Seminario sui microrganismi produttori di metaboliti secondari
• Testi di riferimento: Slides e articoli
• Seminario su una realtà industriale
• Testi di riferimento: N/A
• Attività pratiche di laboratorio
• Testi di riferimento: N/A

La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

La valutazione consiste di una prova orale. L’esame complessivamente consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite così come le abilità comunicative.

Articoli monotematici e dispense forniti dal docente;

Antonio Moreira, Volume 3 Industrial Biotechnology and Commodity Products, Comprenhensive Biotechnology, second edition, Elsevier

Obiettivi generali -
L’obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti per la comprensione dei principali approcci di terapia genica e cellulare mediante uno studio approfondito dei vettori microbici in uso sia nella ricerca di base che in trials clinici. Una particolare attenzione è dedicata al processo di sviluppo dei vettori di prima- seconda- e terza-generazione ed agli aspetti metodologici per la produzione di un vettore terapeutico. Infine, saranno considerate le problematiche di carattere etico che derivano dall’uso di materiale genetico a scopo terapeutico.
Obiettivi specifici –
Conoscenza e capacità di comprensione. Gli obiettivi specifici del corso includono: Conoscere e comprendere il processo che dalle conoscenze dei meccanismi molecolari alla base della funzionalità di specifici elementi genetici (virus, cromosomi, plasmidi, trasposoni) porta allo sviluppo di vettori per il trasferimento di geni/sequenze in cellule di mammifero. Conoscere e comprendere le metodiche e dei modelli in uso per testare la sicurezza dei vettori ed i relativi processi di produzione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Il corso fornisce gli strumenti che permettono allo studente: selezionare specifici elementi microbici, quali plasmidi, trasposoni e virus, per il trasferimento di materiale genico in vitro e in vivo anche considerando le specifiche esigenze sperimentali/terapeutiche; selezionare le più opportune tecniche di ingegnerizzazione degli elementi di trasferimento genico; di valutare le risposte dell’ospite al trasferimento genico; applicare le diverse metodiche d’indagine molecolare e cellulare per lo studio delle diverse fasi di produzione dei sistemi di trasferimento genico.
Autonomia di giudizio: Lo studente, attraverso lo studio della letteratura di settore, l’analisi di dati sperimentali presenti nelle banche dati pubbliche, lo svolgimento di prove pratiche di laboratorio, acquisisce una capacità autonoma di interpretare i dati sperimentali e di collocarli nel quadro delle conoscenze già acquisite. Sarà inoltre capace di valutare problematiche di tipo etico.
Abilità comunicative: lo studente acquisisce l’uso di una terminologia scientifica appropriata per comunicare i concetti alla base della terapia genica, l’utilizzo dei mezzi di indagine, di produzione e le relative problematiche di carattere etico, sia a un pubblico laico che di esperti. Capacità di apprendimento: la capacità di apprendere è stimolata dal continuo riferimento alle conoscenze acquisite e alle metodologie utilizzate per l’avanzamento delle stesse. Al termine del corso gli studenti avranno appreso i meccanismi genetici alla base delle patologie più comunemente trattate con medicamenti di origine genetica, la costruzione, la produzione e l’uso di medicamenti genetici.

Il corso fornisce gli strumenti che permettono allo studente di comprendere ed utilizzare le più avanzate tecniche di ingegnerizzazione dei vettori di trasferimento genico e dei veicoli con cui questi vengono introdotti nelle cellule e negli organismi. Attraverso l'analisi di casi-studio potrà appropriarsi delle metodiche di valutazione delle risposte dell’ospite al trasferimento genico e delle diverse metodiche d’indagine molecolare e cellulare per lo studio degli effetti terapeutici dei trattamenti genetici.

Questo viene raggiunto attraverso il seguente programma di studio.

Studio degli esperimenti storici che hanno portato allo sviluppo della Terapia Genica ed analisi degli studi clinici in atto.

Vettori per terapia genica e cellulari: sviluppo e sistemi di validazione.

Vettori non-virali e vettori virali: caratteristiche strutturali e funzionali.

Vettori virali basati sui seguenti virus: adenovirus, adenoassociati, retrovirus, lentivirus, vettori virali di nuova generazione.

Vettori non virali: vettori episomali basati sulle S/MAR; vettori basati sui trasposoni (sleeping-beauty); vettori cromosomali procariotici ed eucariotici.

Applicazioni: la terapia genica dei tumori, i virus oncoliti; la terapia genica delle malattie genetiche, le SCID e la fibrosi cistica.

Terapia genica e cellulare: uso di cellule staminali in terapia genica.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso:

• una prova orale volte a valutare la conoscenza delle principali classi di vettori microbici e la capacità di applicarli
• una prova orale in cui lo studente presenterà uno specifico caso-studio.

Articoli scientifici e materiale didattico elaborato dal docente sulla base di articoli scientifici e testi.

Il materiale didattico è condiviso in DRIVE e pubblicato nella pagina E-learning dell'insegnamento (https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=1505). Ove necessario, richiedere la chiave di accesso al docente (inviando una mail).

La bibliografia di riferimento è indicata nella diapositiva conclusiva di ciascuna lezione e di norma inserita in formato pdf nella relativa cartella.

https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=1505

Obiettivi del corso Gli obiettivi di questo corso sono di fornire conoscenze delle proprietà molecolari e cellulari delle cellule staminali di mammifero e del loro uso in applicazioni biomediche e di approfondire il ruolo delle cellule staminali nello sviluppo embrionale e post-embrionale delle piante. Verranno inoltre fornite agli studenti conoscenze riguardanti le tecniche di manipolazione di cellule staminali vegetali a fini agro-industriali.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza della natura e proprieta’ delle cellule staminali -Conoscenza e comprensione dell’uso di cellule staminali in biomedicina - Conoscenza e comprensione dell’uso di cellule staminali vegetali a fini agro-industriali.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica -saper identificare e risolvere i quesiti relativi alle cellule staminali
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio in chiave storica del progresso delle conoscenze sulle cellule staminali - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso della prova in itinere di simulazione di un progetto di ricerca
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

MODULO II
1) cellule staminali, posizionamento, struttura, ruolo dei morfogeni, similitudini e differenze con gli animali

2) generazione di sensori degli ormoni vegetali coinvolti nel mantenimento delle cellule staminali (Auxina, citochinina e giberellina, sensori diretti e indiretti basati su cis elements o fret-flim)

3) analisi clonale e cellule staminali (sistema cre/lox, induzione della proteina CRE, sistema clonale Brother of Brainbow, analisi di sistemi clonali)

3) studio della funzione dei geni nel funzionamento e mantenimento delle cellule staminali (generazione di mutanti, di marcatori fluorescenti, sistema TSKO, sistemi di transattivazione UAS/GAL4 o LHGR/OP, sistemi inducibili GR e desametasonici etch)

4) Analisi dell'attività di fattori di trascrizione nelle cellule staminali (modificazioni posttraduzionali e attività cellula specifica dei fattori di trascrizione, FACS + RNA sequencing e single cell sequencing)

5) staminali e sviluppo del meristema apicale

6) staminali e sviluppo del meristema radicale

7) microRNA e mantenimento delle cellule staminali

8) cellule staminali e rigenerazione nelle piante, meccanismi molecolari

9) meccanismi molecolari a protezione delle cellule staminali in risposta a stress

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

MODULO I
1) cellule staminali, posizionamento, struttura, ruolo dei morfogeni, similitudini e differenze con gli animali

2) generazione di sensori degli ormoni vegetali coinvolti nel mantenimento delle cellule staminali (Auxina, citochinina e giberellina, sensori diretti e indiretti basati su cis elements o fret-flim)

3) analisi clonale e cellule staminali (sistema cre/lox, induzione della proteina CRE, sistema clonale Brother of Brainbow, analisi di sistemi clonali)

3) studio della funzione dei geni nel funzionamento e mantenimento delle cellule staminali (generazione di mutanti, di marcatori fluorescenti, sistema TSKO, sistemi di transattivazione UAS/GAL4 o LHGR/OP, sistemi inducibili GR e desametasonici etch)

4) Analisi dell'attività di fattori di trascrizione nelle cellule staminali (modificazioni posttraduzionali e attività cellula specifica dei fattori di trascrizione, FACS + RNA sequencing e single cell sequencing)

5) staminali e sviluppo del meristema apicale

6) staminali e sviluppo del meristema radicale

7) microRNA e mantenimento delle cellule staminali

8) cellule staminali e rigenerazione nelle piante, meccanismi molecolari

9) meccanismi molecolari a protezione delle cellule staminali in risposta a stress

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

MODULO II
presentazione di un articolo scelto in gruppo

MODULO I
presentazione di un articolo scelto in gruppo

MODULO II
Plant Biology. Smith, Coupland et al, CRC press book

Mechanisms in plant development, Leyser and Day

papers selezionati e presenti su elearning

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

MODULO I
Plant Biology. Smith, Coupland et al, CRC press book

Mechanisms in plant development, Leyser and Day

papers selezionati e presenti su elearning

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
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Obiettivi generali – Modulo 1e 2 Il corso è finalizzato alla trasmissione di conoscenze sui principi di base e le applicazioni di metodologie avanzate di Imaging (Modulo 1) e citometria dinamica (Modulo 2) nello studio di processi cellulari in condizioni fisiologiche e patologiche. Gli obiettivi formativi del corso sono la comprensione delle tecniche di microscopia in campo chiaro e fluorescenza e di citometria di flusso, nelle loro più recenti evoluzioni. L’informatività di tali metodologie verrà illustrata attraverso le loro applicazioni allo studio di rilevanti fenomeni biologici quali proliferazione e morte cellulare, i cui meccanismi di base saranno approfonditi in lezioni dedicate. Il corso prevederà esercitazioni pratiche con dimostrazioni di utilizzo del citofluorimetro di flusso e di microscopi a fluorescenza per analisi di preparati cellulari fissati o video-registrazione di cellule vive.

MOD.II
Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.II
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Obiettivi generali.
Il corso di Immunologia Molecolare e Applicata esamina i diversi aspetti della risposta immunitaria e illustra l’applicazione degli approcci immunologici innovativi nel trattamento delle malattie umane. Il corso si propone di approfondire i meccanismi molecolari alla base dell’attivazione e della progressione della risposta immunitaria diretta verso i patogeni o i tumori. In particolare, sarà fornita una visione integrata del ruolo delle cellule dell’immunità innata e acquisita in un contesto fisiologico e patologico. Saranno inoltre illustrate le strategie immunologiche più comuni per la terapia dei tumori.
Obiettivi specifici.
A) Conoscenze e capacità di comprensione: Conoscenza dei meccanismi molecolari e cellulari delle risposte immuni contro i patogeni e i tumori e dei diversi approcci di immunoterapia. Conoscenza dei metodi di indagine scientifica e della terminologia specifica.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Le conoscenze acquisite permetteranno allo studente di: comprendere la letteratura scientifica in ambito immunologico; utilizzare la terminologia appropriata; comprendere le applicazioni dell’immunologia nella ricerca, nella diagnostica e nell’immuno-terapia.
C) Autonomia di giudizio: L’autonomia di giudizio è stimolata attraverso l’acquisizione, l’interpretazione critica e la rielaborazione di dati sperimentali ottenuti dalla letteratura.
D) Abilità comunicative: Acquisizione di competenze e strumenti per la comunicazione, con linguaggio e tecnologie adeguate.
E) Capacità di apprendimento: Tale capacità sarà stimolata attraverso la partecipazione dello studente in aula, fornendo il materiale didattico e indicando libri e articoli scientifici di riferimento.

Obiettivi generali – Modulo 1e 2

Il corso è finalizzato alla trasmissione di conoscenze sui principi di base e le applicazioni di metodologie avanzate di Imaging (Modulo 1) e citometria dinamica (Modulo 2) nello studio di processi cellulari in condizioni fisiologiche e patologiche. Gli obiettivi formativi del corso sono la comprensione delle tecniche di microscopia in campo chiaro e fluorescenza e di citometria di flusso, nelle loro più recenti evoluzioni.

L’informatività di tali metodologie verrà illustrata attraverso le loro applicazioni allo studio di rilevanti fenomeni biologici quali proliferazione e morte cellulare, i cui meccanismi di base saranno approfonditi in lezioni dedicate. Il corso prevederà esercitazioni pratiche con dimostrazioni di utilizzo del citofluorimetro di flusso e di microscopi a fluorescenza per analisi di preparati cellulari fissati o video-registrazione di cellule vive.

Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Obiettivi generali – Modulo 1e 2

Il corso è finalizzato alla trasmissione di conoscenze sui principi di base e le applicazioni di metodologie avanzate di Imaging (Modulo 1) e citometria dinamica (Modulo 2) nello studio di processi cellulari in condizioni fisiologiche e patologiche. Gli obiettivi formativi del corso sono la comprensione delle tecniche di microscopia in campo chiaro e fluorescenza e di citometria di flusso, nelle loro più recenti evoluzioni.

L’informatività di tali metodologie verrà illustrata attraverso le loro applicazioni allo studio di rilevanti fenomeni biologici quali proliferazione e morte cellulare, i cui meccanismi di base saranno approfonditi in lezioni dedicate. Il corso prevederà esercitazioni pratiche con dimostrazioni di utilizzo del citofluorimetro di flusso e di microscopi a fluorescenza per analisi di preparati cellulari fissati o video-registrazione di cellule vive.

Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Modulo: MOD.II
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Modulo: MOD.I
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Obiettivi del corso

Gli obiettivi di questo corso sono di fornire conoscenze delle proprietà molecolari e cellulari delle cellule staminali di mammifero e del loro uso in applicazioni biomediche e di approfondire il ruolo delle cellule staminali nello sviluppo embrionale e post-embrionale delle piante. Verranno inoltre fornite agli studenti conoscenze riguardanti le tecniche di manipolazione di cellule staminali vegetali a fini agro-industriali.

Obiettivi specifici

A) Conoscenze e capacità di comprensione

-Conoscenza della natura e proprieta’ delle cellule staminali

-Conoscenza e comprensione dell’uso di cellule staminali in biomedicina

• Conoscenza e comprensione dell’uso di cellule staminali vegetali a fini agro-industriali.

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• saper usare la terminologia specifica

-saper identificare e risolvere i quesiti relativi alle cellule staminali

C) Autonomia di giudizio

-acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio in chiave storica del progresso delle conoscenze sulle cellule staminali

• imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese

D) Abilità comunicative

-saper comunicare quanto appreso nel corso della prova in itinere di simulazione di un progetto di ricerca

E) Capacità di apprendimento

• apprendere la terminologia specifica
• connettere in modo logico le conoscenze acquisite
• identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Gli obiettivi di questo corso sono di fornire conoscenze delle proprietà molecolari e cellulari delle cellule staminali di mammifero e del loro uso in applicazioni biomediche e di approfondire il ruolo delle cellule staminali nello sviluppo embrionale e post-embrionale delle piante. Verranno inoltre fornite agli studenti conoscenze riguardanti le tecniche di manipolazione di cellule staminali vegetali a fini agro-industriali.

Verranno date agli studenti conoscenze molecolari e di

sviluppo riguardanti la formazione e il mantenimento delle cellule staminali negli organismi

vegetali. Verrà descritto il ruolo delle cellule staminali vegetali nello sviluppo di tessuti e organi

vegetali. Verranno inoltre analizzate le proprietà molecolari che permettono alle cellule staminali

di generare forme diverse di organi in natura. Infine verrà fornita una panoramica sulle tecniche di

modificazione dell’attività delle cellule staminali a fini agronomici.

1) cellule staminali, posizionamento, struttura, ruolo dei morfogeni, similitudini e differenze con gli animali

2) generazione di sensori degli ormoni vegetali coinvolti nel mantenimento delle cellule staminali (Auxina, citochinina e giberellina, sensori diretti e indiretti basati su cis elements o fret-flim)

3) analisi clonale e cellule staminali (sistema cre/lox, induzione della proteina CRE, sistema clonale Brother of Brainbow, analisi di sistemi clonali)

3) studio della funzione dei geni nel funzionamento e mantenimento delle cellule staminali (generazione di mutanti, di marcatori fluorescenti, sistema TSKO, sistemi di transattivazione UAS/GAL4 o LHGR/OP, sistemi inducibili GR e desametasonici etch)

4) Analisi dell'attività di fattori di trascrizione nelle cellule staminali (modificazioni posttraduzionali e attività cellula specifica dei fattori di trascrizione, FACS + RNA sequencing e single cell sequencing)

5) staminali e sviluppo del meristema apicale

6) staminali e sviluppo del meristema radicale

7) microRNA e mantenimento delle cellule staminali

8) cellule staminali e rigenerazione nelle piante, meccanismi molecolari

9) meccanismi molecolari a protezione delle cellule staminali in risposta a stress

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

presentazione di un articolo scelto in gruppo

Plant Biology. Smith, Coupland et al, CRC press book

Mechanisms in plant development, Leyser and Day

papers selezionati e presenti su elearning

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

Obiettivi del corso

Gli obiettivi di questo corso sono di fornire conoscenze delle proprietà molecolari e cellulari delle cellule staminali di mammifero e del loro uso in applicazioni biomediche e di approfondire il ruolo delle cellule staminali nello sviluppo embrionale e post-embrionale delle piante. Verranno inoltre fornite agli studenti conoscenze riguardanti le tecniche di manipolazione di cellule staminali vegetali a fini agro-industriali.

Obiettivi specifici

A) Conoscenze e capacità di comprensione

-Conoscenza della natura e proprieta’ delle cellule staminali

-Conoscenza e comprensione dell’uso di cellule staminali in biomedicina

• Conoscenza e comprensione dell’uso di cellule staminali vegetali a fini agro-industriali.

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• saper usare la terminologia specifica

-saper identificare e risolvere i quesiti relativi alle cellule staminali

C) Autonomia di giudizio

-acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio in chiave storica del progresso delle conoscenze sulle cellule staminali

• imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese

D) Abilità comunicative

-saper comunicare quanto appreso nel corso della prova in itinere di simulazione di un progetto di ricerca

E) Capacità di apprendimento

• apprendere la terminologia specifica
• connettere in modo logico le conoscenze acquisite
• identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Gli obiettivi di questo corso sono di fornire conoscenze delle proprietà molecolari e cellulari delle cellule staminali di mammifero e del loro uso in applicazioni biomediche e di approfondire il ruolo delle cellule staminali nello sviluppo embrionale e post-embrionale delle piante. Verranno inoltre fornite agli studenti conoscenze riguardanti le tecniche di manipolazione di cellule staminali vegetali a fini agro-industriali.

Verranno date agli studenti conoscenze molecolari e di

sviluppo riguardanti la formazione e il mantenimento delle cellule staminali negli organismi

vegetali. Verrà descritto il ruolo delle cellule staminali vegetali nello sviluppo di tessuti e organi

vegetali. Verranno inoltre analizzate le proprietà molecolari che permettono alle cellule staminali

di generare forme diverse di organi in natura. Infine verrà fornita una panoramica sulle tecniche di

modificazione dell’attività delle cellule staminali a fini agronomici.

1) cellule staminali, posizionamento, struttura, ruolo dei morfogeni, similitudini e differenze con gli animali

2) generazione di sensori degli ormoni vegetali coinvolti nel mantenimento delle cellule staminali (Auxina, citochinina e giberellina, sensori diretti e indiretti basati su cis elements o fret-flim)

3) analisi clonale e cellule staminali (sistema cre/lox, induzione della proteina CRE, sistema clonale Brother of Brainbow, analisi di sistemi clonali)

3) studio della funzione dei geni nel funzionamento e mantenimento delle cellule staminali (generazione di mutanti, di marcatori fluorescenti, sistema TSKO, sistemi di transattivazione UAS/GAL4 o LHGR/OP, sistemi inducibili GR e desametasonici etch)

4) Analisi dell'attività di fattori di trascrizione nelle cellule staminali (modificazioni posttraduzionali e attività cellula specifica dei fattori di trascrizione, FACS + RNA sequencing e single cell sequencing)

5) staminali e sviluppo del meristema apicale

6) staminali e sviluppo del meristema radicale

7) microRNA e mantenimento delle cellule staminali

8) cellule staminali e rigenerazione nelle piante, meccanismi molecolari

9) meccanismi molecolari a protezione delle cellule staminali in risposta a stress

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

presentazione di un articolo scelto in gruppo

Plant Biology. Smith, Coupland et al, CRC press book

Mechanisms in plant development, Leyser and Day

papers selezionati e presenti su elearning

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
N/D

Obiettivi principali
Conoscere le basi molecolari della comunicazione e dell’interazione pianta-bioma patogenico. Conoscere le basi molecolari e fisiologiche per la regolazione della biosintesi di fitotossine e micotossine da parte del patogeno ed il loro effetto nell’ospite. Analisi dei genomi dei patogeni mediante tool bioinformatici. Studio delle principali strategie di Integrated Pest Management. Fornire conoscenze avanzate sui sistemi di analisi dei prodotti alimentari in termini di definizione del valore nutrizionale e sicurezza alimentare. Analizzare le normative vigenti Italiane e Comunitarie riguardanti sia la sicurezza che la salubrità dei prodotti alimentari.
Obiettivi specifici
A) Conoscenze e capacità di comprensione Il concetto di malattia I diversi tipi di fitopatogeni: virus, batteri e funghi La diagnosi dei fitopatogeni La base molecolare e biochimica delle strategie difensive, innate, delle piante la base molecolare biochimica delle strategie di virulenza dei patogeni le strategie di lotta integrata alle malattie nelle principali crops il concetto di food safety legato alla contaminazione delle principali crops
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione Saper usare la terminologia specifica Individuare i principali fattori causa di malattia nelle principali crops Identificare le attività ed i geni importanti nella resistenza delle piante Identificare le attività ed i geni importanti nella virulenza dei patogeni Delineare delle strategie integrate di controllo delle fitopatie ed in generale di miglioramento della sicurezza degli alimenti
C) Autonomia di giudizio Individuazione di nuove prospettive/strategie di sviluppo per la salvaguardia delle principali crops da un punto di vista di produzione, sicurezza e qualità Valutazione, interpretazione e rielaborazione di dati di letteratura nel campo della patologia vegetale molecolare
D) Abilità comunicative Capacità di illustrare i risultati della ricerca e della sperimentazione svolta nell’ambito delle esercitazioni Capacità di comprendere manoscritti in lingua inglese e saperne indicare i tratti salienti all’esame orale
E) Capacità di apprendimento Apprendere la terminologia specifica Connettere in modo logico le conoscenze acquisite Identificare i temi più rilevanti delle materie trattate sapere consultare banche dati specialistiche (es. pubmed; kegg)

Obiettivi generali Lo studio bibliografico, il lavoro sperimentale e l'elaborazione dei risultati per la stesura della tesi di laurea rappresentano uno dei momenti più importanti del percorso di studio della laurea magistrale di acquisire conoscenze teoriche-pratiche avanzate e dei corretti metodi scientifici di indagine. Obiettivi specifici Conoscenza e comprensione: Conoscenze e le metodologie scientifiche avanzate in settori specifici della biologia cellulare animale, vegetale e microbica e delle sue applicazioni, dei metodi scientifici di indagine, dei metodi di raccolta, analisi e elaborazione dei dati sperimentali saranno acquisite durante il percorso e preparazione dell’elaborato finale della tesi. La preparazione della tesi sarà svolta in laboratori universitari sia in Italia che all’estero che in centri di ricerca accreditati e Istituti nazionali.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione Le conoscenze acquisite durante la preparazione e discussione della tesi permettono al laureato di: Applicare le conoscenze per la progettazione sperimentale Applicare le conoscenza acquisite per proporre tecnologie avanzate per risolvere problematiche specifiche di settore.
Autonomia di giudizio Lo svolgimento della tesi, svilupperà le capacità dei laureati : L'autonomia di giudizio nella valutazione critica di dati sperimentali Autonomia nella attività di documentazione e valutazione degli approcci sperimentali più appropriati per la soluzione di specifici problemi.
Abilità comunicative La preparazione e discussione dell’ elaborato file permetterà al laureato magistrale di acquisire: capacità comunicative della ricerca svolta e della propria preparazione globale e professionalità Capacità di comunicare i risultati scientifici ottenuti con la attività di tesi in ambito di convegni nazionali e internazionali
Capacità di apprendimento Nel corso della preparazione e discussione della tesi il laureato acquisisce capacità di apprendimento delle conoscenze e delle metodologie più avanzate e del loro continuo aggiornamento.

Obiettivi principali
L’insegnamento verte sul metodo scientifico e sulla sua applicazione alla ricerca biologica. Basi epistemologiche della scienza, approcci concettuali e sperimentali in campo biologico. L’obiettivo è preparare lo studente alla ricerca scientifica, fornendogli gli strumenti concettuali con i quali potrà interpretare l’esperienza pratica in laboratorio o sul campo. Il corso è focalizzato sul ragionamento scientifico, in molteplici aspetti, piuttosto che sulla trasmissione di nozioni. La maggior parte dei concetti viene introdotta a partire da lavori pubblicati, allo scopo di fondarli nella realtà concreta. La discussione in aula è critica per l’approccio didattico e viene stimolata con ogni mezzo. Le videoregistrazioni delle lezioni sono rese disponibili.
Obiettivi specifici
A) Conoscenze e capacità di comprensione - Rudimenti di epistemologia - Basi logiche della sperimentazione e della osservazione scientifiche - Elaborazione di progetti di ricerca - Informazioni sul concreto svolgimento della ricerca scientifica
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Utilizzo di terminologia appropriata - Applicazione delle basi teoriche all’attività di ricerca scientifica
C) Autonomia di giudizio - Valutazione critica di esperimenti, osservazioni e risultati scientifici
D) Abilità comunicative - Comunicazione di quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - Capacità di elaborazione logica di esperimenti, osservazioni e risultati scientifici - Miglioramento della capacità di trarre profitto da esperienze pratiche di ricerca scientifica

Le attività di tirocinio (art.10, comma 5, lettera d - D.M. 270/04) pari a 3 CFU, sono dedicate all’acquisizione di conoscenze utili per l’inserimento nel mondo del lavoro. Coerentemente con gli obiettivi del corso di laurea queste attività sono mirate all’applicazione delle conoscenze acquisite nei campi delle tecnologie cellulari microbiche, vegetali ed animali. Le attività di tirocinio includono la frequentazione di specifiche realtà lavorative come ad es. laboratori di ricerca pubblici e privati, laboratori ed industrie che operano in campo medico/sanitario, industrie biotecnologiche, etc. Possono concorrere alla formazione utile all’inserimento nel mondo del lavoro, anche seminari sullo sviluppo e applicazione di metodologie innovative.