B8794 - INGEGNERIA GENETICA E BIOINFORMATICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce i principi alla base della manipolazione del materiale genetico al fine della creazione di modelli in vitro, in vivo e di terapia genica; conosce le tecniche principali per la produzione di cellule ed animali Knock-out e Knock-in, per l’espressione di geni reporter, le metodiche di analisi principali e i relativi strumenti bioinformatici; conosce le tecnologie per l'ingegneria genetica degli animali d'allevamento e le ricadute applicative; conosce le applicazioni e potenzialità dei principali sistemi di analisi di immagine; è in grado di effettuare analisi di base utilizzando software open source applicati a preparati microscopici per la valutazione e quantificazione di strutture cellulari e tissutali; è in grado di comprendere l'impatto sulla salute e sul benessere animale delle tecniche apprese per gli utilizzi zootecnici e biomedici.

Contenuti

PREREQUISITI SPECIFICI DELL’INSEGNAMENTO:

Per una migliore comprensione dei contenuti trattati nell’insegnamento, è raccomandabile che lo studente abbia già acquisito conoscenze relative a biologia cellulare e biologia molecolare

 

CONTENUTI SPECIFICI DELL’INSEGNAMENTO:

“MODULO 1 – Dr. Vito Antonio Baldassarro”

Il programma si articola come segue:

Lezioni teoriche (16h):

· Introduzione alla genetica applicata alla transgenesi (2h)

· Le principali strategie di manipolazione del materiale genetico (2h)

· Modelli in vivo Knock-out e Knock-in costitutivi e condizionali (2h)

· Modelli animali umanizzati e loro applicazioni (2h)

· I geni reporter (2h)

· La manipolazione del genoma e del trascrittoma in vitro ed esempi di applicazioni (4h)

· La terapia genica in medicina veterinaria ed umana (2h)

Laboratori (16h):

· Principi dell’analisi bioinformatica applicata al genoma e al trascrittoma (4h)

· La pipeline dell’analisi bioinformatica, dai dati grezzi all’analisi dei pathway (4h)

· I principi dell’analisi di immagine e dei principali software open source (4h)

· Studio di un caso applicativo (4h)

“MODULO 2 – Prof.ssa Barbara Bacci”

Il programma si articola come segue:

Lezioni teoriche (8h):

· Digitalizzazione e valutazione della qualità dei preparati microscopici da sottoporre ad analisi di immagine.

· Principi di utilizzo di software di analisi di immagine open.source (Qupath)

· Principi di base per l’analisi di immagine: riconoscimento di strutture cellulari e tissutali: classificazione, segmentazione,

· Metodi di quantificazione di strutture cellulari e tissutali in preparati microscopici digitali

Laboratori (16h):

· Quantificazione di strutture cellulari e tissutali in preparati microscopici istologici (4h)

· Quantificazione di strutture cellulari e tissutali in preparati immunoistochimici e con metodi di ibridazione in situ (4h)

· Presentazione di un progetto con dataset finale e presentazione dei risultati

“MODULO 3 – Prof.ssa Eleonora Iacono”

Il programma si articola come segue:

Lezioni teoriche (8h):

· Vantaggi e svantaggi dell’impiego dell’ingegneria genetica negli animali di interesse zootecnico (1h)

· Miglioramento delle performance produttive (1h)

· Ingegneria genetica e benessere degli animali d’allevamento (1h)

· Utilizzo di animali di interesse zootecnico ingegnerizzati in ambito biomedico (1h)

· Studio di un caso applicativo (4h)

Testi/Bibliografia

Il materiale didattico dell’insegnamento è disponibile sulla piattaforma Virtuale (https://virtuale.unibo.it/).

La bibliografia di riferimento aggiornata sarà inserita sulla piattaforma per ogni argomento trattato.

Bibliografia di approfondimento:

• “Ingegneria genetica” di Desmond S. T. Nicholl – Ed. Zanichelli - prima edizione italiana 2026

Metodi didattici

L'insegnamento si compone di lezioni teoriche e laboratori: le lezioni teoriche saranno svolte come lezioni frontali, i laboratori saranno svolti in aula informatica e tramite lavoro di gruppo.

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede il superamento dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning, e il superamento del 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 nell’apposita sezione del sito web di Corso di Studio.

Per la partecipazione alle attività di esercitazione e laboratorio è obbligatorio indossare camice e calzature idonee. Saranno forniti i DPI idonei allo svolgimento delle specifiche attività, quali ad esempio guanti in lattice monouso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento del Corso Monodisciplinare “Ingegneria genetica e bioinformatica” avviene preferenzialmente attraverso dei progetti da svolgere durante l’ultima parte del corso, come descritto di seguito.

Modulo 2 (Prof.ssa Barbara Bacci):

L’esame consiste nello svolgimento di 3 progetti di analisi di immagine.

Per gli studenti frequentanti: Ciascun progetto si realizza e si conclude all’interno delle ore di esercitazione. Al termine di ciascuna esercitazione verranno raccolti i files e risultati relativi al compito svolto.

Per gli studenti non frequentanti: i medesimi progetti dovranno essere svolti in autonomia ed inviati al docente (verranno fornite istruzioni complete per svolgimento e invio su virtuale.unibo.it). In quest’ultimo caso, sarà necessario l’uso di un computer proprio e del software gratuito QuPath https://qupath.github.io/

La valutazione sarà basata sulla qualità e completezza dei progetti.

Moduli 1 (Dr. Vito Antonio Baldassarro) e 3 (Prof.ssa Eleonora Iacono):

Per gli studenti frequentanti: Durante le ultime 4 ore di esercitazione, in una sessione in comune tra i due moduli, gli studenti saranno suddivisi in gruppi di lavoro. Ad ogni gruppo verrà assegnato uno studio scientifico di ingegneria genetica. Ogni gruppo dovrà porre attenzione ai seguenti punti che saranno poi oggetto di discussione in aula: 1) concetti scientifici e domande sperimentali alla base dello sviluppo dello studio; 2) revisione dello studio e possibili implementazioni nel contesto delle metodiche trattate durante il corso; 3) commento su pro e contro dell’ingegneria genetica utilizzando una comunicazione divulgativa. Durante la discussione, sarà oggetto di valutazione anche la conoscenza delle metodiche utilizzate e dei principi teorici alla base, trattati durante il corso.

La valutazione della prova viene pubblicata entro 5 giorni lavorativi sulla piattaforma Virtuale (https://virtuale.unibo.it/) del docente verbalizzante.

Per gli studenti non frequentanti o impossibilitati/e a partecipare al progetto: sarà possibile effettuare l’esame individuale. Questo consisterà nella presentazione orale di un articolo scientifico, fornito dai docenti su piattaforma virtuale, tramite il supporto di slide (10 minuti) e due domande relative a ciascuno dei due moduli (15 minuti).

Nella valutazione dell’esame orale, il docente fa riferimento alla seguente scala di valutazione dell’apprendimento:

- Preparazione su un numero molto limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi che emerge solo con l’aiuto del docente, espressione in linguaggio complessivamente corretto → 18-22;

- Preparazione su un numero limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente esecutive, espressione in linguaggio corretto → 23-26;

- Preparazione su un numero ampio di argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica, padronanza della terminologia specifica → 27-29;

- Preparazione sostanzialmente esaustiva sugli argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica e di collegamento, piena padronanza della terminologia specifica e capacità di argomentazione e autoriflessione → 30-30L.

La valutazione delle prove viene comunicata al termine del progetto o dell’esame. Ogni prova si intende superata con un punteggio minimo di 18/30.

L’esame si intende superato se si è ottenuto esito positivo in tutte le prove previste e il voto finale è dato dalla media pesata tra l’esame del Modulo 2 e quello dei Moduli 1 e 3. È necessario ottenere un voto finale minimo di 18/30.

La valutazione negativa non comporta l'attribuzione di un voto, ma solo un giudizio (ritirato o respinto) riportato sul verbale elettronico compilato su AlmaEsami, pertanto non influisce sulla carriera dello/a studente/studentessa.

Le valutazioni delle singole prove e il voto finale dell’esame verranno pubblicati sulla piattaforma AlmaEsami (https://almaesami.unibo.it/ ) entro 5 giorni lavorativi dalla data di svolgimento.

Lo/la studente/studentessa può rifiutare il voto 2 volte, comunicandolo al docente verbalizzante via e-mail entro 5 giorni lavorativi.

Il docente verbalizzante di questo Corso è Vito Antonio Baldassarro.

È possibile iscriversi agli appelli d’esame tramite AlmaEsami (http://almaesami.unibo.it/). Gli appelli vengono proposti nell'ambito delle finestre riportate nel calendario didattico. Ulteriori sessioni d’esame sono riservate agli studenti e alle studentesse fuori corso.

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

Per quanto riguarda la verifica dell’apprendimento, è consentito un uso limitato, dichiarato e non sostanziale dell’IA per attività di supporto (sintesi, riformulazioni). Non è permesso l’uso sostanziale per lo svolgimento di parti della prova.

Strumenti a supporto della didattica

Saranno utilizzate presentazioni PowerPoint, filmati e software dedicati.

In caso di difficoltà nella comprensione della materia, il docente è disponibile a ricevere lo studente per un colloquio di chiarimento previo appuntamento via mail.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Vito Antonio Baldassarro

Consulta il sito web di Barbara Bacci

Consulta il sito web di Eleonora Iacono