96027 - METHODS IN CELL BIOLOGY

Anno Accademico 2022/2023

  • Docente: Liliana Milani
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: BIO/06
  • Lingua di insegnamento: Inglese
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale in Molecular and Cell Biology (cod. 5825)

Conoscenze e abilità da conseguire

Con questo corso lo studente acquisisce conoscenze sui metodi per studiare diversi aspetti di biologia cellulare e dello sviluppo. In particolare, lo studente impara: - a proporre moderni set up sperimentali che coinvolgono microscopia ottica ed elettronica; - come scegliere sistemi modello sperimentali adeguati e come applicare il metodo comparativo; - come svolgere un’analisi immunoistologica, dalla preparazione del campione biologico alla sua osservazione al microscopio. Inoltre, lo studente diventa autonomo nell’interpretazione, comparazione e comunicazione di dati scientifici su questo argomenti.

Contenuti

Lezioni frontali

Metodi per studiare la biologia cellulare e dello sviluppo

Verranno descritti approcci molecolari e l'utilizzo della microscopia. Sarà trattata la loro applicazione sia a sistemi animali modello che a sistemi non-modello alternativi ai modelli classici ma che hanno caratteristiche uniche che li rendono di fondamentale importanza per comprendere meccanismi biologici di base.

Strumenti d'indagine

Fluorocromi. Microscopio a fluorescenza. Microscopio confocale a scansione laser. Microscopio a due fotoni. Microscopio a foglio di luce.

Bioimmagini. Campionamento del segnale, quantizzazione del segnale, immagine digitale e tecniche di compressione, studio delle bioimmagini (acquisizione, trasformazione, riduzione, analisi, interpretazione), teorema del campionamento, operazioni sulle bioimmagini (operazioni puntuali, locali, globali), fonti di rumore ed errore, programmi per lo studio delle bioimmagini (esempio: ImageJ).

Tecnica FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching). Tecnica FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer). Tecnica FLIM (Fluorescence Lifetime Imaging).

Microscopia elettronica. Microscopio elettronico a trasmissione (TEM). Microscopio elettronico a scansione (SEM).

La scelta di un sistema modello

Il problema della overgeneralizzazione. Scegliere il giusto sistema modello dato un determinato problema biologico da investigare. Modelli surrogati o esemplificativi.

Specificazione, mantenimento e differenziamento della linea germinale

La specificazione della linea germinale negli animali (preformazione ed epigenesi). Esempi di preformazione (Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans). Esempi di epigenesi (axolotl, topo). Aspetti evolutivi. Quiescenza della linea germinale. Regolazione della trascrizione e rimodellamento della cromatina nella linea germinale (Drosophila, C. elegans, topo). Silenziamento di elementi trasponibili tramite piRNAs (Drosophila, topo). Studio della morfologia della cromatina tramite tecnica FLIM-FRET al microscopio a due fotoni. Caratterizzazione metabolica di cellule germinali maschili tramite FLIM di NAD(P)H e FAD al microscopio a due fotoni.

L'invecchiamento come ultima fase dello sviluppo

Il processo di invecchiamento e le sue cause. Il ruolo dei telomeri nell'invecchiamento. L'accorciamento dei telomeri. Telomeri e proteine associate: il complesso shelterin. Telomerasi e sua regolazione. Metodi per stabilire la lunghezza dei telomeri (Q-FISH). Metodi per stabilire l'attività della telomerasi (usando la FRET). Senescenza e invecchiamento. Il ruolo dei mitocondri nell'invecchiamento. "Free radical theory of ageing". La replicazione del DNA mitocondriale nella teoria dell'invecchiamento. "Stem cell hypothesis of ageing". Nuovi sistemi modello per lo studio dell'invecchiamento.

Laboratorio: 1 cfu

Allestimento di tessuti gonadici di invertebrato per l’analisi al microscopio a scansione laser confocale della morfologia di cellule germinali a diverso stadio di differenziamento (protocollo di immunoistochimica: inclusione di campioni biologici, sezionamento, trattamenti di permeabilizzazione, blocco dei siti di legame aspecifici, incubazione con anticorpo primario e secondario, colorazione nucleare, montaggio vetrini ed osservazione al microscopio confocale).

Testi/Bibliografia

Slides delle lezioni ed articoli/review indicati dal docente e resi disponibili agli studenti tramite la piattaforma Virtuale.

Metodi didattici

Lezioni e attività in laboratorio.

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede a tutti gli studenti lo svolgimento dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame di fine corso consiste in un colloquio orale e mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici: conoscenze delle metodologie per lo studio e la comprensione di diverse problematiche della biologia cellulare.

Strumenti a supporto della didattica

Presentazione delle lezioni sotto forma di slides con l'ausilio di videoproiettore e PC.

Strumenti di laboratorio (lab didattico).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Liliana Milani

SDGs

La vita sulla terra

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