72709 - APPLICAZIONI DI GENOMICA AVANZATA NELLE PRODUZIONI ANIMALI

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente conosce le tecnologie high-throughput per identificare i geni che controllano i caratteri produttivi e riproduttivi degli animali in produzione zootecnica. Lo studente comprende le metodologie di genomica strutturale e funzionale per l'analisi del genoma ai fini di migliorare l'efficienza della selezione. Lo studente conosce le principali risorse bioinformatiche utilizzate nell'ambito del miglioramento genetico animale.

Contenuti

Modulo 1: Genomica Animale Applicata

L'insegnamento si articola in lezioni frontali (20 ore) ed esercitazioni (4 ore).

Il programma e' il seguente:

1) Fondamenti di genomica

2) I sistemi produttivi animali - genomica e domesticazione animale

3) Next Generation sequencing

4) Il genoma delle specie di interesse zootecnico: struttura e variabilita'

5) Sistemi di analisi di marcatori del DNA ad alta efficienza (high throughput)

6) Geni maggiori, geni candidati e QTL

7) Genome Wide Association studies

8) La selezione negli animali di interesse zootecnico, genomic selection

9) Analisi della biodiversità zootecnica

10) Genomica e autenticazione dei prodotti di origine animale

11) Approfondimenti mediante analisi di articoli su riviste e analisi di casi-studio

 

Modulo 2: Trascrittomica ed elementi di bioinformatica

L'insegnamento si articola in due unita'  didattiche: la prima teorica e la seconda di esercitazioni

Contenuti della prima unita'  didattica (16 ore).

1.     Ricerca bibliografica e di altre informazioni in Internet

2.     Il progetto Encode: l'organizzazione funzionale dei genomi

3.     La struttura di un gene codificante e i meccanismi che ne regolano l'espressione

4.     Regolazione dell'attivita'  genica mediata da micro-RNA e altri RNA corti

5.     Metodi high-throughput per determinare l'espressione dei geni

6.     Esempi di regolazione della trascrizione che influenzano le produzioni negli animali di interesse zootecnico

Le conoscenze acquisite al termine della prima unita'  didattica sono la conoscenza dell'organizzazione funzionale dei genomi e dei geni, i meccanismi che modulano l'espressione genica e le metodologie ad elevata efficienza utilizzabili per la quantificazione del livello di espressione dei geni.

Contenuti della seconda unita'  didattica (8 ore).

7.     Banche dati contenenti informazioni sui genomi delle specie di interesse zootecnico

8.     Banche dati contenenti informazioni su geni e regioni genomiche associati a caratteri produttivi di importanza economica nelle specie di interesse zootecnico

9.     Allineamenti e altre analisi bioinformatiche con sequenze di DNA

Le conoscenze acquisite al termine della seconda unita'  didattica sono la capacita'  di utilizzare le principali banche dati e l'uso di alcuni software per lo studio dei genomi degli animali di interesse zootecnico.

Testi/Bibliografia

Modulo 1

• Appunti delle lezioni, articoli scientifici e review fornite dal professore durante il corso. Le presentazioni ppt saranno fornite durante il corso.
• Molecular and Quantitative Animal Genetics. H. Khatib, Ed. Wiley, 2014
• Genetica Animale. Applicazioni Zootecniche e Veterinarie. G. Pagnacco, ed. Zanichelli, 2016.

Modulo 2

• Diapositive delle lezioni e altro materiale didattico (articoli, pagine web)  distribuito a lezione.

• Hartl, Jones. Genetica. Analisi di geni e genomi. EDISES Napoli

• Brown TA, Genomi, EDISES, Napoli

• Lesk Arthur M. Introduzione alla Genomica. Zanichelli, Bologna

• Pascarella Stefano, Paiardini Alessandro, Bioinformatica. Zanichelli, Bologna

  Le diapositive delle lezioni saranno inviate per posta elettronica agli studenti durante lo svolgimento delle lezioni e a qualsiasi studente che ne faccia richiesta al docente, sempre mandando un messaggio di posta elettronica.

Metodi didattici

Il modulo 1 prevede lezioni frontali (20 ore) ed esercitazioni in laboratorio con strumentazione di next generation sequencing (4 ore).

Il modulo 2 si suddivide in due unità didattiche: la prima teorica, è costituite da lezioni frontali per 16 ore complessive; la seconda unità didattica, di esercitazioni, comprende 8 ore di lezione e si svolgerà nel laboratorio di informatica.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Il corso è suddiviso in 2 moduli:
1) Genomica Animale Applicata
2) Trascrittomica ed Elementi di Bioinformatica
La valutazione del corso integrato tiene conto congiuntamente del livello di conoscenze e competenze acquisite dallo studente relativamente ai contenuti di tutti i suddetti insegnamenti.

Modulo 1

Per l'insegnamento del modulo 1 viene valutato il livello di raggiungimento delle seguenti conoscenze:

a)        La struttura e la variabilità  dei genomi degli animali di interezze zootecnico

b)        Le tecnologie di analisi del genoma

c)       Applicazioni della genomica al settore del miglioramento genetico animale

Lo studente può preparare una tesina (scritta o con diapositive) per sviluppare uno degli argomenti illustrati a lezione che discuterà  all'esame.

Modulo 2

Per il presente insegnamento viene valutato il livello di raggiungimento delle seguenti conoscenze:

• La struttura e la regolazione dell'attività  dei geni

• L'attività  funzionale di geni e genomi

• Metodiche utilizzabili per la valutazione dell'espressione genica

• Utilizzo di banche dati e software per l'analisi dei genomi delle specie di interesse zootecnico

  Lo studente può preparare una tesina con diapositive per sviluppare uno degli argomenti illustrati a lezione che discuterà  all'esame.

Strumenti a supporto della didattica

PC, videoproiettore per proiezione delle diapositive delle lezioni e di video utili per integrare gli argomenti delle lezioni, lavagna, articoli scientifici.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Fontanesi

Consulta il sito web di Paolo Zambonelli