97028 - GENOME ENGINEERING FOR FUNCTIONAL GENOMICS

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Salute e benessere

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course, students will become familiar with the advances in genome engineering technologies that enable the precise control over genome sequence and regulation. They will know multiple approaches to functionally characterize and manipulate genomic information. Students will learn the practical aspects of the technologies used to modify human and model organisms’ genomes, by choosing the appropriate molecular tools to investigate the function of single or multiple genes modified at once.

Contenuti

1) Dal Gene Targeting al Gene Editing: le tappe verso l'attuale concetto di ingegneria genetica.

2) Considerazioni sui sistemi modello per le malattie umane.

3) Gli elementi base del toolbox (siti LoxP, Frt, Rox, Att e rispettive ricombinasi) e come assemblarli in vettori di DNA (tecnologia Gateway, assemblaggio Gibson, tecnologia Golden Gate, Recombineering). Assemblaggio modulare di vettori di Gene targeting.

4) Database genomic e programmi per progettazione software (es. Gene Construction Kit, SnapGene).

5) Modificazioni genetiche e strategie per ottenere Knock-Out genetico (KO):

come ottenere un KO genico (delezione di un esone critico, inserimento precoce di un reporter, eliminazione completa della porzione codificante di un gene; KO genico mediante Gene Editing (con una, due o più nucleasi guida dirette).

6) Modificazioni genetiche per introdurre mutazioni specifiche: mutagenesi in vitro, vettori bersaglio in vivo e vettori donatori.

7) Espressione condizionale in vitro e in vivo: proteine ricombinanti TAT-cre e TAT-dre, Cre inducibile in tamoxifene, sistemi di espressione inducibili in tetraciclina (Tet/tTa), reporter controllati dalla luce.

8) Studio in vivo dell'espressione di un gene. Diversi tipi di reporter. Collegamento dell'espressione di un gene con un reporter: elementi ires e peptidi 2A. Studio del destino cellulare di geni marcatori di cellule staminali.

9) Studio dell'effetto del riarrangiamento cromosomico e delle proteine chimeriche/di fusione: modelli transgenici Knock-In (loci di inserimento, es. il locus Rosa26), induzione di traslocazione cromosomica in vivo.

10) Introdurre più cambiamenti genetici contemporaneamente: tecnologia multiplex.

11) Ingegneria genomica somatica: target di tessuti e organi specifici in vivo o ex vivo.

12) Ingegneria dell'intero genoma per sintesi: il progetto Genome Write.

Testi/Bibliografia

Verrà fornito il materiale delle lezioni e articoli scientifici di approfondimento.

Metodi didattici

Il corso è strutturato in lezioni frontali (16 ore) in aula.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'apprendimento dello studente sarà verificato alla fine del corso con una prova orale. Durante il corso agli studenti sarà richiesto di  presentare e discutere un articolo scientifico tratto dalla letteratura. La presentazione farà parte della valutazione.

A causa delle restrizioni relative al COVID-19, gli esami potrebbero svolgersi a distanza sulla piattaforma Microsoft Teams.

Il voto finale sarà calcolato come media ponderata (basata su CFU) dei voti conseguiti in tutti i corsi di FRONTIERE NELLA RICERCA MEDICA (C.I.).

Per ottenere la valutazione finale è richiesto un punteggio superiore o uguale a 18/30 in ciascun modulo del Corso Integrato.

Strumenti a supporto della didattica

Verrà fornito materiale ad integrazione delle lezioni. Verranno inoltre forniti articoli scientifici e altro materiale per approfondimento.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Emanuele Panza