- Docente: Liliana Milani
- Crediti formativi: 6
- SSD: BIO/06
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Liliana Milani (Modulo 1) Liliana Milani (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Biologia molecolare e cellulare (cod. 8021)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze sui metodi utilizzati per lo studio dei diversi aspetti della biologia cellulare e dello sviluppo. In particolare, lo studente: è in grado di proporre soluzioni sperimentali adeguate e moderne a problematiche di biologia cellulare e dello sviluppo; ha autonomia di giudizio in merito all’interpretazione, comparazione e comunicazione di dati scientifici sull’argomento.
Contenuti
Lezioni frontali
Metodi per studiare la biologia cellulare e dello sviluppo
Verranno descritti approcci molecolari, di tipo trascrittomico e proteomico, 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.
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). Esempio di studio 1: caratterizzazione metabolica di cellule germinali maschili tramite FLIM di NAD(P)H e FAD al microscopio a due fotoni. Esempio di studio 2: morfologia della cromatina tramite tecnica FLIM-FRET al microscopio a due fotoni.
Microscopia elettronica. Microscopio elettronico a trasmissione (TEM). Microscopio elettronico a scansione (SEM).
Tecniche di sequenziamento high-throughput. Pyrosequencing. Reversible-dye Terminator Sequencing-by-Synthesis. Semiconductor Sequencing. Single-Molecule Real-Time (SMRT) Sequencing. Come scegliere la piattaforma. Strategie di sequenziamento (direct, shotgun, single-end, paired-end, mate-pair sequencing, multiplexing). Workflow: sequencing output, quality scores, assemblaggio, annotazione. RNA-sequencing. Applicazioni.
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).
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".
Laboratorio: 1 cfu, 15 ore
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).
Osservazioni di campioni biologici ai microscopi elettronici (TEM e SEM).
Testi/Bibliografia
Articoli e review indicati dal docente e resi disponibili agli studenti tramite la piattaforma Insegnamenti Online (IOL), https://iol.unibo.it/.
Metodi didattici
Lezioni e attività in laboratorio.
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 della morfologia e del loro contributo alla comprensione di diverse problematiche della biologia cellulare.
Strumenti a supporto della didattica
Videoproiettore, PC (lezioni).
Strumenti di laboratorio (lab didattico).
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Liliana Milani