84893 - GENETICA E GENOMICA FUNZIONALI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede conoscenze approfondite degli approcci sperimentali su scala genomica utilizzabili per identificare geni e pathways genetici e per caratterizzarne la funzione in processi biologici complessi. Inoltre lo studente acquisisce la conoscenza di strumenti di genetica molecolare e del loro utilizzo in approcci mirati alla completa dissezione genetica di un processo biologico. Lo studente conosce inoltre le principali tecniche e applicazioni di sequenziamento massivo ed ultra-massivo utilizzate per lo studio dei genomi, i concetti di assemblaggio e annotazione genomica, ed i metodi di indagine di banche dati genomiche per interpretare ed intraprendere studi genomici.

Contenuti

Modulo 1 - GENETICA FUNZIONALE

La mutazione come strumento principale dell'approccio funzionale all'analisi genetica.

Tipologie di alleli perdita di funzione (ipomorfi, amorfi o nulli) e acquisizione di funzione (ipermorfi, neomorfi, antimorfi o dominanti negativi): definizione e strategie genetiche per la loro identificazione.

Screen di mutazioni su scala genomica come strategia per la dissezione genetica funzionale di processi biologici complessi.

Presentazione del principali sistemi modello eucariotico unicellulari (Saccharomyces cerevisiae), e dei principali sistemi modello animali invertebrati (Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster) e vertebrati (zebrafish, topo) e approfondimento delle loro peculiarità metodologiche e di utilizzo per la realizzazione di screens genetici mediante mutagenesi alchilante o inserzionale (vettori retrovirali, trasposoni).

-Screen per alleli modificatori (soppressori, intensificatori) del fenotipo dovuto ad una mutazione primaria (S. cerevisiae; C. elegans, D. melanogaster, topo)

-Screen per mutazioni letali zigotiche e a effetto materno (C. elegans, D. melanogaster, zebrafish, topo)

-Screen su vasta scala (S. cerevisiae; C. elegans)

-Screen per letalità sintetica (S. cerevisiae; C. elegans)

-Screen per complementazione non-allelica (C. elegans)

 

Modulo 2 - GENOMICA FUNZIONALE

Presentazione tecniche di utilizzo microarray.

Tecnologia microarray: storia, evoluzione e tecniche disponibili. Utilizzo della tecnologia microarray per la valutazione dei non-coding RNA e degli SNPs.

Tecniche di Sequenziamento Genico: dal progetto genoma al next generation sequencing. Principi di base delle varie piattaforme NGS

NGS verso microarray; applicazioni, potenzialità e limiti delle diverse tecnologie.

L’utilizzo della tecnologia NGS nella diagnostica molecolare.

Esercitazione al computer. Utilizzo dei programmi di accesso libero per le analisi dei dati di espressione genica e di annotation analysis. Utilizzo del software per l’analisi dei miRNA e della predizione dei loro targets

Testi/Bibliografia

Presentazioni PowerPoint in formato pdf, rassegne e articoli scientifici originali.

Testo per consultazione:

Philip Meneely
Analisi genetica avanzata.
ed. MacGraw-Hill
anno: 2012
ISBN/EAN: 9788838665196

Metodi didattici

Modulo 1 - GENETICA FUNZIONALE

Il modulo si compone di 6CFU di cui 5CFU di lezioni frontali e 1CFU, corrispondente a 15 ore, di attività sperimentali pratiche in laboratorio. Le lezioni frontali si avvalgono dell'ausilio di sistemi di videoproiezione per proiettare presentazioni PowerPoint che sono fornite agli studenti in formato pdf. Durante il laboratorio lo studente applica protocolli di immunofluorescenza per la rilevazione di marcatori molecolari adatti all'analisi dell'effetto fenotipico dovuto ad alleli mutanti di un gene importante per lo sviluppo del sistema nervoso.

 

Modulo 2 - GENOMICA FUNZIONALE

Il modiulo si compone di 2CFU di cui 1CFU di lezioni frontali e 1CFU, corrispondente a 12 ore, di esercitazioni pratiche in laboratorio bioinformatico. Le lezioni frontali si avvalgono dell'ausilio di sistemi di videoproiezione per proiettare presentazioni PowerPoint che sono fornite agli studenti in formato pdf. Durante il laboratorio lo studente applica tools liberamente scaricabili da internet per il disegno dei primers per analisi di sequenziamento secondo metodo Sanger; analisi dei portali per uso dati di sequenziamento massivo e utilizzo di tools per studi sulle funzioni dei miRNA.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Gli esami alla fine dei due moduli mirano a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici:

Modulo 1 - GENETICA FUNZIONALE

- Conoscere gli effetti sulla funzione genica dei principali tipi di alleli mutanti perdita e acquisizione di funzione e tecniche genetiche per il riconoscimento dei differenti tipi di alleli.

- Conoscere i principi alla base dei metodi più utilizzati per realizzare mutagenesi sperimentale utilizzando i principali sistemi modello animale (invertebrati e vertbrati)

- Conoscere i principali approcci di screen mutazionale su scala genomica, finalizzato alla completa dissezione genetica del meccanismo di controllo di un fenomeno biologico di interesse, in particolare metodologie applicate ai principali modelli genetici animali (Invertebrati e vertebrati)

Il voto finale del modulo 1 di Genetica Funzionale è definito, mediante una prova scritta, dalla media dei voti riportati nella discussione scritta di due domande aperte su argomenti inerenti i principali obiettivi del corso.

 

Modulo 2 - GENOMICA FUNZIONALE

- Conoscere i principi associati alle principali tecniche di sequenziamento massivo e di ibridazione ad alto potere risolutivo.

Il voto finale del modulo 2 - Genomica Funzionale è defintio, mediante una prova scritta, dalla media dei voti riportati nella discussione scritta di due domande aperte su argomenti inerenti i principali obiettivi del corso.

 

Il voto finale complessivo dei due moduli (8 cfu) sarà la media dei voti conseguiti nei due moduli

Strumenti a supporto della didattica

Presentazioni PowerPoint

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Roberto Bernardoni

Consulta il sito web di Katia Scotlandi