96022 - BIOCHEMISTRY OF CELLULAR SIGNALING

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze approfondite dei principali meccanismi biochimici di segnalazione intracellulare e dell'interazione funzionale tra mitocondri ed altri organelli. Acquisisce inoltre esperienza pratica delle principali tecniche di mantenimento di colture cellulari umane in vitro e di alcune metodologie di base per analizzare meccanismi biochimici e molecolari che regolano l’omeostasi cellulare in termini di proliferazione/morte cellulare ed efficienza energetica. Pertanto lo studente sarà in grado di: i) analizzare e discutere argomenti di biochimica cellulare; ii) individuare le metodologie per risolvere problemi biochimici e biologici specifici; iii) effettuare analisi biochimiche per valutare alterazioni delle funzioni cellulari.

Contenuti

Lezioni frontali

Elementi e Piattaforme molecolari della segnalazione intracellulare: i) caratteristiche della segnalazione cellulare; ii) interazioni funzionali e strutturali tra i recettori 7TM e recettori tirosin chinasi e loro meccanismo di trasduzione; iii) adenilato ciclasi e segnalazione mediata da AMPc; biosensori per la misura del AMPc in vivo; iv) organizzazione molecolare e regolazione degli enzimi fosfolipasi C; v) Ca²⁺come secondo messaggero universale e versatile: aspetti spazio-temporali; biosensori per la determinazione delle variazione di Ca²⁺ nel citosol e negli organelli; vi) arrestina come esempio di piattaforma di comunicazione e segnalazione molecolare.

I mitocondri e segnalazione cellulare: i) Ultrastruttura e network mitocondriale: cristae mitocondriali come esempio di organizzazione sopramolecolare delle membrane biologiche; reticolo mitocondriale e sue caratteristiche morfologiche e funzionali; organizzazione e dinamica del reticolo mitocondriale; metodologie per l'analisi della struttura e della funzione dei mitocondri. ii) Mitocondri come piattaforma di segnalazione: meccanismi molecolari attivati da segnali mitocondriali e interazione con altri organelli. iii) Interazione di segnalazione tra mitocondri e reticolo endoplasmico: caratteristiche ultrastrutturali del sub compartimento MAMs e proteine coinvolte nel suo mantenimento e nella sua funzione cellulare; ruolo delle MAMs nell’omeostasi del calcio mitocondriale; sistemi di trasporto, struttura e funzione dell’uniporto del Ca²⁺; misura in vivo del Ca²⁺ mitocondriale tramite tecniche di bio-imaging; MAMs come piattaforma per la biosintesi di fosfolipidi tra reticolo endoplasmatico e mitocondri.

Segnalazione cellulare mediata da AMPK e mTOR: i) AMPK e mTOR: struttura e funzioni cellulari; ii) segnalazione mediata dai complessi molecolari mTORC1 e mTORC2; iii) interazione molecolare tra AMPK e AKT nella segnalazione mediata da amminoacidi e fattori di crescita; iv) AMPK e mTOR come asse molecolare nella regolazione del processo di autofagia.

Laboratorio sperimentale

Il laboratorio sperimentale introdurrà gli studenti 1) all'uso di modelli cellulari 2D e 3D per l'analisi di alcuni parametri biochimici e molecolari utilizzando saggi di vitalità cellulare, SDS-Page/Western blot ed immunofluorescenza; 2) all'analisi e discussione dei dati ottenuti durante il laboratorio pratico.

Testi/Bibliografia

Supporti educativi necessari

Agli studenti verranno forniti riferimenti bibliografici (reviews e articoli scientifici) e il protocollo per il laboratorio sperimentale necessari per un ulteriore approfondimento dei contenuti del programma. I supporti didattici saranno forniti in formato PDF e saranno disponibili per gli studenti sulla piattaforma Virtual Learning Environment (https://virtuale.unibo.it [https://virtuale.unibo.it/] ).

Supporti educativi consigliati

Il docente consiglia di consultare i seguenti libri di testo per chiarimenti/approfondimenti di concetti e principi di base della biochimica cellulare e strutturale: i) Cellule - Lewin et al; ii) Struttura e funzione delle proteine - Petsko e Ringe; iii) Lehninger Principles of Biochemistry - Nelson and Cox.

Metodi didattici

1) Il metodo di insegnamento utilizzato si basa su lezioni frontali durante le quali i contenuti del programma saranno illustrati e discussi utilizzando diapositive PowerPoint. La frequenza a tali lezioni non è obbligatoria, ma è altamente raccomandata in quanto i contenuti del programma saranno presentati e discussi dal docente con l'intera classe. Questo metodo di insegnamento faciliterà l'apprendimento dei contenuti e consentirà il raggiungimento delle conoscenze e abilità dell'intera classe.

2) Durante il laboratorio sperimentale, gli studenti saranno supervisionati dal docente e dal tutor accademico responsabile, con una discussione costante relativa all’esperienza sperimentale allo scopo di chiarire gli approcci analitici, i singoli esperimenti effettuati e le metodologie utilizzate. L'esperienza pratica in laboratorio prevede 1-2 studenti per posizione di lavoro utilizzando diverse apparecchiature di laboratorio. La frequenza del laboratorio non è obbligatoria ma altamente raccomandata. 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

La modalità di verifica dell’apprendimento relativo alle lezioni frontali e all'esperienza pratica in laboratorio, consisterà in un colloquio in cui sono previste 3-4 domande al fine di verificare e valutare la conoscenza dello studente dei contenuti sviluppati e discussi durante le lezioni e il laboratorio sperimentale. Inoltre, sarà valutata la capacità dello studente di integrare e collegare i diversi argomenti con particolare attenzione per la padronanza della terminologia scientifica/tecnica e per l'esposizione corretta e accurata.

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’Ufficio di Ateneo (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it ) competente. Sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con almeno 15 giorni di anticipo, all’approvazione del/della docente, il/la quale ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell’insegnamento.

Studenti/sse con riconoscimento dello status “studente lavoratore”: consultare il sito web (https://www.unibo.it/it/studiare/guida-alla-scelta-del-corso/conciliare-studio-e-lavoro) dedicato per richiederne lo status e le misure previste.

Per ottenere un voto finale di 30/30 con lode, lo studente deve dimostrare di conoscere a fondo tutti gli argomenti trattati durante le lezioni. Inoltre, lo studente deve spiegare e integrare gli argomenti con proprietà di linguaggio scientifico e tecnico. Per ottenere un voto finale di 30/30, lo studente deve spiegare i contenuti trattati durante le lezioni e mostrare la capacità di integrarli correttamente con proprietà di linguaggio scientifico. Il voto finale sarà scalato da 30/30 a 18/30 in base al numero di domande a cui lo studente è in grado di rispondere e alla sua capacità di integrare gli argomenti con proprietà di linguaggio scientifico e tecnico. In particolare, per ottenere il voto minimo di 18/30 lo studente deve dimostrare di avere una conoscenza di base di tutti i contenuti discussi durante le lezioni e non essere in grado di integrarli con proprietà di linguaggio.

Lo studente è invitato a confermare via e-mail (annamaria.porcelli@unibo.it) di accettare o non accettare il voto entro le ore 12 del giorno successivo alla data dell'esame in modo da poter verbalizzare il voto finale. 

Lo studente ha il diritto di rifiutare la verbalizzazione del voto positivo proposto 1 volta (secondo il regolamento didattico di ateneo ART.16, comma 5).

Strumenti a supporto della didattica

I contenuti delle lezioni frontali e della parte sperimentale di laboratorio verranno presentati utilizzando diapositive PowerPoint e saranno discussi con l'intera classe attraverso adeguati supporti didattici. Gli studenti sono incoraggiati a comunicare al docente il prima possibile eventuali richieste specifiche via e-mail. Questo consentirà al docente di valutare quali strumenti di supporto didattico sono più adeguati per rendere il corso di formazione accessibile a tutti gli studenti.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Anna Maria Porcelli