84933 - GENOMICA UMANA CON BIOSTATISTICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze approfondite sulla struttura, espressione ed organizzazione del genoma umano, sui vari aspetti della variabilità genetica e le sue conseguenze funzionali e patologiche, sui meccanismi genetici alla base dei caratteri monogenici e complessi, ed i metodi per l’identificazione dei geni e i fattori di suscettibilità alla base delle malattie umane; inoltre è competente sulle principali tecnologie sperimentali per lo studio del genoma ed i test genetici. Infine possiede nozioni di base sulle tecniche statistiche applicate alla biologia, e gli strumenti bioinformatici per l'analisi di dati genomici.

Contenuti

Conoscenze preliminari richieste: concetti di base di genetica generale e biologia molecolare

MODULO 1 Genomica Umana

• Introduzione allo studio della genetica e genomica umana: dai principi Mendeliani alla medicina genomica
• Lo studio del genoma umano: tecniche fondamentali di indagine molecolare, il Progetto Genoma Umano, mappaggio e sequenziamento del genoma, struttura e espressione del genoma; Next Generation Sequencing (NGS) e sue applicazioni
• Utilizzo del Genome Browser come strumento per visualizzare e interpretare i dati genomici
• La variabilità genetica: origine della variabilità genetica, i diversi tipi di varianti del DNA, varianti puntiformi e varianti strutturali, riarrangiamenti cromosomici, conseguenze funzionali e patologiche delle varianti genetiche
• Analisi genetica di caratteri umani ed analisi dei pedigrees: principali modelli di trasmissione di caratteri mendeliani, fattori che complicano la modalità di trasmissione di caratteri mendeliani.
• Frequenze alleliche nella popolazione: legge di Hardy-Weinberg e sue applicazioni, deviazioni dall'equilibrio di HW.
• Malattie complesse: la natura poligenica e multifattoriale delle malattie complesse; concetto di ereditabilità, studi di gemelli per la stima dell'ereditabilità; strategie per la mappatura e l'identificazione dei fattori genetici implicati in malattie complesse; studi di associazione su scala genomica (GWAS) e Linkage Disequilibrium mapping
• Test genetici e principali applicazioni nel campo della nutrizione

ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
Tipizzazione di RFLPs mediante PCR-RE: Estrazione di DNA genomico da tampone buccale. Elettroforesi su gel di agarosio. Reazione di PCR per amplificare due diversi polimorfismi a singolo nucleotide. Digestione dei prodotti di PCR con enzimi di restrizione. Determinazione delle frequenze genotipiche dei due SNPs. Analisi dei dati: verifica delle condizioni di equilibrio di Hardy Weinberg.

MODULO 2 Biostatistica

Il modulo fornisce un'introduzione alle tecniche statistiche applicate alla biologia, con particolare attenzione all’utilizzo di strumenti statistici nell’analisi di dati genetici. Le lezioni teoriche verranno affiancate da esercitazioni pratiche con uso di semplici software (Excel) e risorse bioinformatiche.

Introduzione allo studio della biostatistica (1 ore)

• Panoramica del programma del modulo didattico
• Le applicazioni della biostatistica in ambito biologico/sanitario

Statistica descrittiva (1 ore)

• La visualizzazione dei dati: tabelle e grafici; La descrizione dei dati: misure di tendenza centrale e misure di dispersione

Statistica inferenziale (3 ore)

• La stima con incertezza: distribuzione campionaria di una stima, errore standard, intervalli di confidenza; La verifica delle ipotesi: i passi per la verifica di un ipotesi, ipotesi nulla e ipotesi alternativa, statistica del test, distribuzione nulla, il calcolo del p-value e la significatività statistica, tipi di errore
• La distribuzione binomiale, la distribuzione normale e teorema del limite centrale, la distribuzione t di Student
• Analisi delle proporzioni, Confronto tra due medie, Confronto tra le medie di più gruppi: Analisi della varianza (ANOVA)

Cenni di probabilità (1 ora)

• Probabilità: la regola della somma, la regola del prodotto, la probabilità condizionata e il teorema di Bayes, test di screening, sensibilità, specificità e valore predittivo di un test

Associazione tra variabili e test di indipendenza (1 ore)

• Tabelle di contingenza, Test del chi2, rischio relativo, odds ratio

Relazione tra variabili numeriche (1 ore)

• Correlazione e regressione lineare

LABORATORIO INFORMATICO (30 ore)

• Visualizzazione e descrizione di dati con Excel
• Test di ipotesi (confronto tra 2 medie, confronto tra medie di più campioni)
• Correlazione e regressione lineare
• Test del chi2
  

Testi/Bibliografia

"Genetica & Genomica" nelle scienze mediche. Tom Strachan Judith Goodship Patrick Chinnery (Zanichelli).

Altro testo consigliato per approfondimenti:

"Genetica molecolare umana" Tom Strachan  Andrew Read (Zanichelli).

Analisi statistica dei dati biologici di Whitlock MC, Schluter D. (Zanichelli).

Metodi didattici

L'insegnamento si compone di 9 CFU così organizzate:

Modulo 1: 5 CFU di lezioni frontali ed 1 CFU di esercitazioni pratiche in laboratorio

Modulo 2: 1 CFU di lezioni frontali e 2 CFU di esercitazioni in aula informatica

Ai fini dell'apprendimento, è consigliata la frequenza delle lezioni e delle esercitazioni in laboratorio e in aula informatica

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento da parte di tutti gli studenti (compresi tutti gli studenti internazionali incoming, es. ERASMUS) 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 ("studiare"--"formazione obbligatoria su sicurezza e salute").

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame volto a verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente

Modulo 1:

Compito scritto da svolgersi in 2 ore, costituito da domande a risposta multipla, domande aperte e problemi.

Il compito verrà valutato con un punteggio massimo di 30 punti, a cui verranno sommati 0-2 punti per il test in itinere del laboratorio (facoltativo)

Modulo 2:

Compito scritto da svolgersi in 2 ore in Aula Computer, costituito da esercizi da risolvere in Excel e domande teoriche.

Il compito verrà valutato con un punteggio massimo di 32 punti (se > 31 verrà assegnato 30 e lode)

Il voto del corso integrato viene calcolato come media pesata dei voti ottenuti nella prova del modulo 1 e del modulo 2

Strumenti a supporto della didattica

I materiali del corso (presentazioni ppt, esercizi e soluzioni, eventuali letture consigliate) saranno disponibili sul sito Insegnamenti On Line https://iol.unibo.it/

L'accesso è riservato agli studenti iscritti al corso

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elena Maestrini

Consulta il sito web di Marta Viggiano