12946 - BIOLOGIA MOLECOLARE (L-Z)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce: Il traffico nucleare di molecole segnale e fattori di trascrizione; le principali vie di attivazione dei fattori di trascrizione ed i loro meccanismi d’azione a livello nucleare con particolare riferimento ai processi di espressione genica, proliferazione e differenziamento cellulare; il ruolo dell'epigenetica nella modulazione dell'omeostasi cellulare; i meccanismi molecolari responsabili della pluripotenza delle cellule staminali.

Contenuti

- Introduzione alla Biologia Molecolare

Cosa è la biologia molecolare. Il dogma centrale.

- La replicazione del DNA - Tecniche molecolari per lo studio della proliferazione e rinnovamento cellulare basate sull’analisi della replicazione del DNA

Struttura e replicazione del DNA. Saggi di incorporazione di analoghi nucleosidici per la valutazione della proliferazione cellulare. Saggio di incorporazione BrdU in vitro e in vivo per lo studio della rigenerazione tissutale. Incorporazione del 14C per la valutazione della replicazione del DNA in tessuti con limitato rinnovamento cellulare, come il cuore e il cervello.

- Meccanismi molecolari alla base del rinnovamento e differenziamento di cellule staminali nello sviluppo e omeostasi dei tessuti

Cellule staminali embrionali e adulte, potenza delle cellule staminali e differenziamento cellulare. Cellule staminali adulte nei tessuti con elevato rinnovamento cellulare (es. midollo osseo, intestino, pelle...). Cellule staminali adulte nei tessuti a basso rinnovamento (es. muscolo scheletrico, cervello). Cellule staminali e progenitori cardiaci durante lo sviluppo embrionale. Meccanismi molecolari di regolazione delle cellule staminali: matrice extracellulare, fattori solubili (es. WNT, BMPs, ligandi dei recettori ERBBs...), comunicazioni tra cellule adiacenti e stimoli meccanici. Il ruolo dei fattori di trascrizione nel differenziamento cellulare.

- Tecnologie basate su ricombinasi sito-specifiche per knock-out/knock-in genico tessuto specifico e per analisi di “lineage tracing” (sistema Cre/Lox)

Knock-out/knock-in genico in modelli animali tramite ricombinazione non omologa, ricombinazione omologa e nucleasi ingegnerizzate. Le ricombinasi. Struttura e meccanismo di azione della ricombinasi Cre. Sistema Cre-Lox per knock-out e knock-in genico tessuto-specifico. Ricombinasi inducibili. Analisi di "Lineage tracing" per seguire il destino delle singole cellule e della loro progenie: esempi di applicazione per la valutazione del contributo di progenitori cardiaci alla generazione di cardiomiociti durante sviluppo e omeostasi del tessuto cardiaco, e a seguito di danno.

- Strumenti molecolari avanzati per il controllo dell’espressione genica inducibile e tessuto-specifica (sistema Tet-OFF/Tet-ON)

Meccanismo di resistenza alle tetracicline batteriche: la proteina "Tet Repressor" (TetR). Sistema Tet-OFF/Tet-ON per espressione genica inducibile.

- Differenziamento di cellule staminali, riprogrammazione cellulare, transdifferenziamento e dedifferenziamento di cellule mature: approcci multipli per la rigenerazione tissutale

Strategie di medicina rigenerativa basate su cellule staminali adulte: esempi di successo e di insuccesso. Il potenziale rigenerativo delle cellule staminali embrionali. Riprogrammazione cellulare da cellule somatiche a cellule staminali pluripotenti indotte (IPS). Fattori molecolari per il differenziamento cellulare in vitro di cellule staminali embrionali (ES) e cellule staminali pluripotenti indotte (IPS). Aspetti applicativi delle cellule staminali pluripotenti indotte (IPS) e delle cellule staminali embrionali (ES) nella medicina rigenerativa. Riprogrammazione diretta di cellule somatiche in specifici tipi cellulari (transdifferenziamento). Dedifferenziamento cellulare nella rigenerazione dei tessuti.

Testi/Bibliografia

Iwasa e Marshall - Biologia Cellulare e Molecolare di Karp

Metodi didattici

• Lezioni frontali tramite presentazioni assistite da computer e discussione critica di articoli scientifici.
• Test alla fine delle lezioni saranno utilizzati come modalità di supporto all'apprendimento.

La frequenza a questa attività didattica è obbligatoria; il requisito minimo di frequenza per essere ammessi all'esame finale è del 60% delle lezioni. Per i Corsi Integrati (CI), il requisito di frequenza del 60% si riferisce all'importo totale dei C.I.. Gli studenti che non raggiungono il requisito minimo di frequenza non saranno ammessi all'esame finale del corso e dovranno frequentare nuovamente le relative lezioni durante l'anno accademico successivo. I docenti possono autorizzare assenze giustificate dietro presentazione di idonea documentazione giustificativa, in caso di malattia o gravi motivi. Le assenze giustificate non vengono conteggiate nel registro delle presenze di uno studente per determinare il requisito minimo di frequenza.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Gli studenti saranno valutati tramite esame scritto.

L'esame scritto consiste in 31 quiz a risposta multipla con una sola risposta esatta per domanda. Gli studenti riceveranno +1 punti per ogni risposta esatta e 0 punti per ogni risposta incorretta o assente.

Il tempo a disposizione degli studenti per la prova scritta è di 30 minuti. Durante la prova non è ammesso l'uso di materiale di supporto, quale libri di testo, appunti, supporti informatici. Il punteggio massimo ottenibile fornendo tutte risposte esatte è quindi pari a 30 e lode. La prova si intende superata con un punteggio minimo di 18/30.

Il voto finale del Corso Integrato di Biochimica sarà calcolato come media ponderata dei voti ottenuti nei moduli di Chimica e Biochimica Generale, Biochimica Metabolica e Biologia Molecolare in base ai crediti formativi (CFU) di ogni modulo.

Strumenti a supporto della didattica

Tutto il materiale didattico presentato verrà reso disponibile agli Studenti tramite la piattaforma Virtual Learning Environment [https://virtuale.unibo.it/]

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gabriele Matteo D'Uva