85295 - METABOLOMICS

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce le basi teoriche della metabolomica, quale disciplina capace di fornire utili informazioni olisitiche circa le vie metaboliche e la fisiologia di un sistema cellulare. Lo studente è in grado di comprendere la dinamica complessità metabolica della cellula, di un tessuto o di un organismo. È in grado di integrare le conoscenze con la genomica funzionale, la proteomica e l'interattomica per predire le risposte cellulari a particolari stress o condizioni di crescita e distinguere tra stati patologici e fisiologici.

Contenuti

• Introduzione alla metabolomica: definizione e importanza nello studio della biologia dei sistemi.
• I componenti chimici della cellula:diversità strutturale e numero di metaboliti in un sistema biologico.
• Reazioni chimiche nella cellula: energia libera di una reazione, energia di attivazione, reazioni acoppiate, gli enzimi, specificità, cinetica e regolazione della attività enzimatica.
• Panoramica del metabolismo: il metabolismo cellulare è organizzato in vie metaboliche, molecole chiave del metabolismo (ATP, NADH, NADPH, Acetyl Coa).
• Metabolismo dei carboidrati: struttura molecolare dei carboidrati. Glicolisi, ciclo dell'acido citrico, gluconeogenesi, degradazione e sintesi del glicogeno e dell’amido, via dei pentosi fosfati.
• Fosforilazione ossidativa
• Metabolismo lipidico: degradazione dei lipidi e acidi grassi, sintesi degli acidi grassi e dei lipidi, metabolismo del colesterolo.
• Metabolismo degli aminoacidi: ciclo dell’azoto e organicazione dell’azoto, degradazione e sintesi degli aminoacidi, ciclo del’urea.
• Metabolismo dei nucleotidi: biosintesi e degradazione delle purine e delle pirimidine.
• Come le cellule catturano l’energia: la fotosintesi e l'organicazione dell'anidride carbonica.
• Workflow di un'analisi metabolomica
• Raccolta e preparazione dei campioni: estrazione dei metaboliti intracellulari ed campionamento dei metaboliti.
• Metodologie di analisi: cromatografia, spettrometria di massa, spettromentria NMR.
• Analisi dei dati
• Flussomica
• Applicazioni della metabolomica: esempi di applicazioni della metabolomica in clinica, nel settore agroalimentare, nello studio delle malattie e nello studio di nuove vie metaboliche.

Testi/Bibliografia

Metabolomics: From Fundamentals to Clinical Applications [https://www.springer.com/it/book/9783319476551], Editors: Sussulini, Alessandra (Ed.), 2017, Springer, ISBN 978-3-319-47655-1

Principles of Biochemistry: International Edition
David L. Nelson, Michael Cox

Biochemistry
Donald Voet, Judith G. Voet

Biochemistry
Jeremy M. Berg, Lubert Stryer, John L. Tymoczko, Gregory J. Gatto

Metodi didattici

Lezioni frontali con presentazioni in power point.

Le lezioni verranno svolte in presenza almeno fino a nuove disposizioni dell'ateneo.

Sono previsti interventi di esperti per quanto riguarda le tecniche applicate in metabolomica (NMR e Spettrometria di massa) e i metodi di analisi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame sarà scritto o orale a scelta dello studente.

Il voto finale sarà una media di almeno 5 domande che toccheranno gli argomenti trattati nel programma, sarà valutata la capacità di collegare ed integrare i vari argomenti e si richiede una particolare attenzione alla terminologia scientifica utilizzata e alla esposizione corretta, fluente ed accurata.

Tre domande riguarderanno pathways metabolici, le reazioni principali e la loro regolazione oltre a come sono interconnessi con il resto del metabolismo cellualare

Due domande riguarderanno le tecniche utilizzate in metabolomica, i metodi di preparazione dei campioni, i metodi di analisi dei risultati. 

Gli studenti che avessero necessità di ausili durante la prova orale devono contattare il docente per concordare il metodo di svolgimento della prova.

Strumenti a supporto della didattica

Gli studenti  possono scaricare le presentazioni delle lezioni, articoli o altro materiale didattico al sito https://virtuale.unibo.it/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Anna Maria Ghelli