BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI
Corso di laurea magistrale
Piano di Studi
Primo anno
Biochimica Applicata (6 cfu)
- Il corso si propone di introdurre lo studente nel campo delle applicazioni a livello biotecnologico di attuali conoscenze biochimiche. Verranno prese in considerazione le basi della modulazione della biosintesi di metaboliti primari e secondari di rilevanza applicativa; verrà affrontato l’utilizzo di biocatalizzatori nell'industria chimica e farmaceutica nonché in campo bioanalitico. Verranno presi in esame la strutturazione ed il funzionamento di sensori enzimatici. Verranno inoltre prese in esame: le modificazione delle caratteristiche strutturali e funzionali di proteine mediante mutagenesi sito-specifica; gli chaperone molecolari nella stabilizzazione strutturale e nel controllo della funzione di biomolecole; i fondamenti biochimici del “drug discovery” e del "drug delivery".
- Il corso si propone di introdurre lo studente nel campo delle applicazioni a livello biotecnologico di attuali conoscenze biochimiche. Verranno prese in considerazione le basi della modulazione della biosintesi di metaboliti primari e secondari di rilevanza applicativa; verrà affrontato l’utilizzo di biocatalizzatori nell'industria chimica e farmaceutica nonché in campo bioanalitico. Verranno presi in esame la strutturazione ed il funzionamento di sensori enzimatici. Verranno inoltre prese in esame: le modificazione delle caratteristiche strutturali e funzionali di proteine mediante mutagenesi sito-specifica; gli chaperone molecolari nella stabilizzazione strutturale e nel controllo della funzione di biomolecole; i fondamenti biochimici del “drug discovery” e del "drug delivery".
Genomica Avanzata (6 cfu)
- Il corso si propone di fornire conoscenze di base sulla struttura, la funzione e l’evoluzione dei genomi di procarioti e di eucarioti. Saranno considerate le diverse metodiche utilizzate per lo studio dei genomi e sarà discusso come l’adozione di approcci genomici hanno cambiato il modo di affrontare le problematiche biologiche.
Il corso inoltre prevede di introdurre gli studenti all’utilizzo e alla comprensione degli strumenti bioinformatici necessari alla gestione e all’analisi dei dati provenienti da esperimenti di sequenziamento. Accanto alla presentazione delle tecniche e degli algoritmi sottostanti saranno proposte attività pratiche su dati reali relativi a genomi batterici, animali e vegetali.
- Il corso si propone di fornire conoscenze di base sulla struttura, la funzione e l’evoluzione dei genomi di procarioti e di eucarioti. Saranno considerate le diverse metodiche utilizzate per lo studio dei genomi e sarà discusso come l’adozione di approcci genomici hanno cambiato il modo di affrontare le problematiche biologiche.
Transgenic models and molecular methods for Neurosciences (6 cfu)
- Generation of transgenic organisms (C.elegans, Drosofila, Danio rerio, Xenopus, mouse); in vivo gene targeting (RNA interference, mouse gene KO and knock-in and Conditional KO); viral vectors for gene mis-expression and inactivation in vivo and in vitro; viral tracing of neuronal connections, genome editing, CRISPR Cas9; antibody and peptide libraries.
- Generation of transgenic organisms (C.elegans, Drosofila, Danio rerio, Xenopus, mouse); in vivo gene targeting (RNA interference, mouse gene KO and knock-in and Conditional KO); viral vectors for gene mis-expression and inactivation in vivo and in vitro; viral tracing of neuronal connections, genome editing, CRISPR Cas9; antibody and peptide libraries.
Plant Molecular Physiology and Transformation of Plants (6 cfu)
- This course deals with the molecular processes that rule the response to endogenous and exogenous stimuli, including hormones and stresses. Hormone metabolism and signaling pathways will be presented. Subsequently, the regulatory processes related to plant development will be described, special emphasis will be brought to cell-cell signaling and environment-cell communication. The last part of the course will be dedicated to the molecular responses to environmental stresses. Plant transformation techniques will be described. The use of transgenic plants in agriculture will be discussed.
- This course deals with the molecular processes that rule the response to endogenous and exogenous stimuli, including hormones and stresses. Hormone metabolism and signaling pathways will be presented. Subsequently, the regulatory processes related to plant development will be described, special emphasis will be brought to cell-cell signaling and environment-cell communication. The last part of the course will be dedicated to the molecular responses to environmental stresses. Plant transformation techniques will be described. The use of transgenic plants in agriculture will be discussed.
Neuroscienze avanzate (3 cfu)
- Il corso si prefigge di fornire agli studenti le conoscenze relative all’uso di biotecnologie nella ricerca applicata al campo delle neuroscienze. Verranno impartiti principi di fisiologia del Sistema Nervoso Centrale, di Neurobiologia, di Neurofisiologia. Attività ligando-recettore dei neurotrasmettitori e meccanismi di trasduzione del segnale a livello di membrana. Tecniche cellulari di interesse neurobiologico. Tecniche biomolecolari applicate alle Neuroscienze: real-time RT-PCR, differential display analysis, uso di microarray, RNA interference. Uso di radiotraccianti nelle Neuroscienze. Uso di modelli animali nello studio delle malattie neurodegenerative. Biotecnologie per lo sviluppo di farmaci e di sostanze di interesse per le Neuroscienze.
- Il corso si prefigge di fornire agli studenti le conoscenze relative all’uso di biotecnologie nella ricerca applicata al campo delle neuroscienze. Verranno impartiti principi di fisiologia del Sistema Nervoso Centrale, di Neurobiologia, di Neurofisiologia. Attività ligando-recettore dei neurotrasmettitori e meccanismi di trasduzione del segnale a livello di membrana. Tecniche cellulari di interesse neurobiologico. Tecniche biomolecolari applicate alle Neuroscienze: real-time RT-PCR, differential display analysis, uso di microarray, RNA interference. Uso di radiotraccianti nelle Neuroscienze. Uso di modelli animali nello studio delle malattie neurodegenerative. Biotecnologie per lo sviluppo di farmaci e di sostanze di interesse per le Neuroscienze.
Tossicologia e mutagenesi (3 cfu)
- Il corso ha lo scopo di fornire una panoramica sui vari aspetti connessi alla Tossicologia generale (studi di tossicità a breve e lungo termine) e speciale (Mutagenesi, Cancerogenesi e Teratogenesi).
Si intendono affrontare i principali aspetti della Tossicologia generale e speciale e i meccanismi attraverso cui si manifesta la tossicità. sia negli organismi animali, i principali saggi sviluppati i (mammiferi e altri vertebrati) e, in alternativa. Saranno discussi anche i loro possibili impieghi nel campo delle biotecnologie con particolare riferimento all’impatto sulla salute umana e sull’ambiente. Di seguito gli argomenti principali trattati.
Introduzione al corso. La tossicologia come scienza della sperimentazione animale: finalità e campi di applicazione. Metodiche di tossicologia alternativa (uso di sistemi cellulari in vitro, ex vivo o di organismi invertebrati ). La risposta tossicologica e i fattori che la influenzano: tossicocinetica e tossicodinamica come “modulatori” della risposta tossicologica. Cenni di tossicologia farmacologica. Principali descrittori della tossicologia per la valutazione della tossicità (generale e speciale) e per l’estrapolazione del rischio tossicologico per l’uomo e l’ambiente. Breve ricapitolazione dei principali aspetti inerenti la mutagenesi, cancerogenesi e teratogenesi.
- Il corso ha lo scopo di fornire una panoramica sui vari aspetti connessi alla Tossicologia generale (studi di tossicità a breve e lungo termine) e speciale (Mutagenesi, Cancerogenesi e Teratogenesi).
Biotecnologie microbiche (6 cfu)
- Verranno studiate le tecniche disponibili per studi di genomica, metagenomica e proteomica dei microrganismi, nonché le metodiche oggi utilizzate per la diagnostica molecolare e genotipizzazione dei microrganismi. Seguirà una analisi delle nuove strategie per la vaccinazione, per l'allestimento di sistemi di scale up, e per la sintesi di agenti biomedicali, prodotti alimentari, biopesticidi. Infine, verranno studiati i determinanti di virulenza e patogenicità di microrganismi ritenuti potenziali agenti bioterroristici/ecoterroristici.
- Verranno studiate le tecniche disponibili per studi di genomica, metagenomica e proteomica dei microrganismi, nonché le metodiche oggi utilizzate per la diagnostica molecolare e genotipizzazione dei microrganismi. Seguirà una analisi delle nuove strategie per la vaccinazione, per l'allestimento di sistemi di scale up, e per la sintesi di agenti biomedicali, prodotti alimentari, biopesticidi. Infine, verranno studiati i determinanti di virulenza e patogenicità di microrganismi ritenuti potenziali agenti bioterroristici/ecoterroristici.
Scienza dei biomateriali (6 cfu)
- Lo studente acquisirà i concetti di base della chimica dei biomateriali polimerici e dei meccanismi di polimerizzazione, di biofunzionalizzazione e degradazione. Apprenderà inoltre le principali tecniche di caratterizzazione chimico-fisica e biologica di polimeri per applicazioni biomediche, e le principali metodologie per la preparazione di sistemi micro/nanostrutturati per applicazioni di ingegneria tissutale e rilascio controllato e mirato di farmaci/principi bioattivi. Verranno discusse tecniche avanzate di microscopia a fluorescenza, elettronica e a sonda per lo studio dell’interazione cellula-biomateriale. Infine verranno presentati i meccanismi molecolari coinvolti nell’interazione cellula-biomatriale (es. signalling delle integrine, dinamica dei filopodia, lamellipodia e delle placche di adesione focale, rimodellamento del citoscheletro).
- Lo studente acquisirà i concetti di base della chimica dei biomateriali polimerici e dei meccanismi di polimerizzazione, di biofunzionalizzazione e degradazione. Apprenderà inoltre le principali tecniche di caratterizzazione chimico-fisica e biologica di polimeri per applicazioni biomediche, e le principali metodologie per la preparazione di sistemi micro/nanostrutturati per applicazioni di ingegneria tissutale e rilascio controllato e mirato di farmaci/principi bioattivi. Verranno discusse tecniche avanzate di microscopia a fluorescenza, elettronica e a sonda per lo studio dell’interazione cellula-biomateriale. Infine verranno presentati i meccanismi molecolari coinvolti nell’interazione cellula-biomatriale (es. signalling delle integrine, dinamica dei filopodia, lamellipodia e delle placche di adesione focale, rimodellamento del citoscheletro).
Biostatistica (6 cfu)
- l corso introduce lo studente alle metodiche relative all’acquisizione, archiviazione, analisi e rappresentazione dei dati nell’ambito delle scienze biologiche. Dopo un parte introduttiva sui concetti alla base della raccolta delle informazioni scientifiche, il corso permetterà l’acquisizione delle norme basilari per la creazione di un archivio di dati.
In seguito gli studenti potranno fare proprie le principali misure di tendenza centrale e dispersione di una distribuzione di dati, imparandone gli aspetti teorici e le conseguenze in contesti applicativi. Mediante l’ausilio di casi di studio proposti dal docente o dagli studenti stessi, questi potranno condurre esercitazioni finalizzate alla descrizione dei dati e alla loro rappresentazione. In una seconda fase, gli studenti apprenderanno la logica della verifica inferenziale e i principali test statistici parametrici e non parametrici per il confronto tra campioni (dipendenti e indipendenti), oltre ai confronti tra frequenze e alle misure di associazione tra serie di misurazioni.
- l corso introduce lo studente alle metodiche relative all’acquisizione, archiviazione, analisi e rappresentazione dei dati nell’ambito delle scienze biologiche. Dopo un parte introduttiva sui concetti alla base della raccolta delle informazioni scientifiche, il corso permetterà l’acquisizione delle norme basilari per la creazione di un archivio di dati.
Biologia Molecolare Avanzata (6 cfu)
- Aspetti rilevanti della regolazione genetica ed epigenetica dell’espressione genica negli eucarioti a livello trascrizionale e post-trascrizionale. Analisi dei profili di espressione di interi genomi. Principi e metodologie di base per studi su larga scala del trascrittoma e del proteoma. Mappe di interazioni proteiche. Attività di laboratorio inerente ad analisi di un dataset di trascrittomica a partire da file fastQ: analisi di qualità, allineamento rispetto al genoma di riferimento, filtraggio e manipolazione dei dati, generazione delle tabelle di conte normalizzate, analisi di espressione genica differenziale, analisi GO (gene ontology) e rappresentazione dei risultati per via grafica, tabulare e tramite analisi delle principali componenti.
- Aspetti rilevanti della regolazione genetica ed epigenetica dell’espressione genica negli eucarioti a livello trascrizionale e post-trascrizionale. Analisi dei profili di espressione di interi genomi. Principi e metodologie di base per studi su larga scala del trascrittoma e del proteoma. Mappe di interazioni proteiche. Attività di laboratorio inerente ad analisi di un dataset di trascrittomica a partire da file fastQ: analisi di qualità, allineamento rispetto al genoma di riferimento, filtraggio e manipolazione dei dati, generazione delle tabelle di conte normalizzate, analisi di espressione genica differenziale, analisi GO (gene ontology) e rappresentazione dei risultati per via grafica, tabulare e tramite analisi delle principali componenti.
Ulteriori conoscenze linguistiche (inglese) (3 cfu)
- : L'obiettivo è di aver acquisito ulteriori conoscenze linguistiche di una lingua della comunità europea (Inglese) che permettano allo studente di scrivere e parlare fluentemente.
- : L'obiettivo è di aver acquisito ulteriori conoscenze linguistiche di una lingua della comunità europea (Inglese) che permettano allo studente di scrivere e parlare fluentemente.
Scelta libera dello studente (12 cfu)
- Le attività formative a scelta dello studente debbono essere approvate dal Consiglio di Corso di Studio, previo parere della Commissione Didattica. Le attività formative elencate nel gruppo "Attività consigliate per la libera scelta" non richiedono l'approvazione dei due organi sopramenzionati.
- Le attività formative a scelta dello studente debbono essere approvate dal Consiglio di Corso di Studio, previo parere della Commissione Didattica. Le attività formative elencate nel gruppo "Attività consigliate per la libera scelta" non richiedono l'approvazione dei due organi sopramenzionati.
Modellistica molecolare di biomolecole (6 cfu)
- L'insegnamento si propone di introdurre lo studente alla modellistica molecolare di base, fornendo al contempo una panoramica delle applicazioni della disciplina allo studio di biomolecole e alla risoluzione di problemi di interesse chimico-biologico in vista di applicazioni biotecnologiche. Apprenderà le principali tecniche computazionali utili per l'analisi conformazionale di piccole e grandi molecole. Tramite esercitazioni con comuni software di calcolo molecolare e di visualizzazione grafica lo studente imparerà a svolgere simulazioni sulle proprietà spettroscopiche, chimiche ed ottiche di singole molecole.
- L'insegnamento si propone di introdurre lo studente alla modellistica molecolare di base, fornendo al contempo una panoramica delle applicazioni della disciplina allo studio di biomolecole e alla risoluzione di problemi di interesse chimico-biologico in vista di applicazioni biotecnologiche. Apprenderà le principali tecniche computazionali utili per l'analisi conformazionale di piccole e grandi molecole. Tramite esercitazioni con comuni software di calcolo molecolare e di visualizzazione grafica lo studente imparerà a svolgere simulazioni sulle proprietà spettroscopiche, chimiche ed ottiche di singole molecole.
45 cfu a scelta nel gruppo Gruppo
- Tesi di Laurea Magistrale
Tesi di Laurea Magistrale A (45 cfu)
- L’attività formativa prevede la stesura di una tesi di laurea magistrale che descrive un lavoro sperimentale originale svolto dallo studente seguito da un relatore (scelto dallo studente tra i membri del consiglio di corso di laurea o di altre strutture convenzionate) e da due correlatori (assegnati dal consiglio di corso di laurea).
- L’attività formativa prevede la stesura di una tesi di laurea magistrale che descrive un lavoro sperimentale originale svolto dallo studente seguito da un relatore (scelto dallo studente tra i membri del consiglio di corso di laurea o di altre strutture convenzionate) e da due correlatori (assegnati dal consiglio di corso di laurea).
Tirocinio (25 cfu)
- L’attività formativa prevede un tirocinio di 25 CFU propedeutico alla tesi di laurea da svolgersi sotto la guida di un tutor interno che sarà anche relatore della tesi.
- L’attività formativa prevede un tirocinio di 25 CFU propedeutico alla tesi di laurea da svolgersi sotto la guida di un tutor interno che sarà anche relatore della tesi.
Tesi di laurea magistrale B (20 cfu)
- L’attività formativa prevede la stesura di una tesi di laurea magistrale che descrive un lavoro sperimentale originale svolto dallo studente seguito da un relatore (scelto dallo studente tra i membri del consiglio di corso di laurea o di altre strutture convenzionate) e da due correlatori (assegnati dal consiglio di corso di laurea).
- L’attività formativa prevede la stesura di una tesi di laurea magistrale che descrive un lavoro sperimentale originale svolto dallo studente seguito da un relatore (scelto dallo studente tra i membri del consiglio di corso di laurea o di altre strutture convenzionate) e da due correlatori (assegnati dal consiglio di corso di laurea).
