Laurea in Genomics

La laurea internazionale in Genomics fornisce le basi teoriche e pratiche per formare una figura professionale capace di applicare l'informatica, la matematica e la statistica all'analisi dei dati genomici, e a ricaduta all'analisi dei dati trascrittomici, proteomici ed epigenomici e alla biologia dei sistemi e alla metagenomica, nei procarioti e negli eucarioti come anche nell'uomo.
Le attività formative obbligatorie prevedono l'acquisizione di:
1) conoscenze propedeutiche di analisi matematica, algebra, fisica e chimica;
2) conoscenze approfondite in genetica, biochimica e biologia molecolare degli eucarioti e procarioti, e comprensione dell'organizzazione e modalità di espressione dei loro genomi;
3) competenze di programmazione, statistica, matematica, algoritmi e dati in ambito biologico, nonché modellazione multiscala e simulazione computazionale.
4) abilità bioinformatiche per l'analisi di acidi nucleici, proteine e data set -omici e informazioni derivanti da analisi di sequenziamento massivo, nonché competenze pratiche per data mining ed interrogazione, organizzazione e gestione di banche dati biologici;
5) competenze teoriche e pratiche per l'analisi di comunità e sistemi complessi;
6) principi di bioetica legati al trattamento e alla gestione di dati sensibili;
7) ottima padronanza della lingua inglese.

Il percorso si completa con una disciplina affine e integrativa in Data Science.
Il percorso formativo termina con l'attività di un tirocinio che consente allo studente di applicare operativamente le basi teoriche e pratiche acquisite. Questo tirocinio può essere svolto presso laboratori universitari, aziende e/o enti privati e pubblici, nazionali e internazionali.

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

Graduates possess extensive knowledge in:

· Mathematics/ linear algebra

· Statistics

· Computer science (computer programming and algorithm design)

· Genomes structure and organization (prokaryotic, uni- and multicellular eukaryotic organisms)

· Transcriptomes structure and organization (prokaryotic, uni- and multicellular eukaryotic organisms)

· Proteomes structure and organization (prokaryotic, uni- and multicellular eukaryotic organisms)

· Interactomics

· Metabolomics

· Meta/epigenomics

The afore-mentioned knowledge and abilities to understand are acquired through lectures, activities in laboratories with individual places, which enable the individual execution of experimental protocols, classroom practice, supported by professors and tutors, together with personal study.

The evaluation of the acquired knowledge is carried out through written and oral exams, mid-term assessment, laboratory practice reports, and scientific papers discussions.

Students are able to increase their knowledge and develop their own understanding through the dialogue with professors and tutors during lectures and specifically in laboratory activities.

APPLYING KNOWLEDGE ANDUNDERSTANDING:

Graduates are able to apply their knowledge of:

· Mathematics/ linear algebra

· Statistics

· Computer science (computer programming and algorithm design)

· Genomes structure and organization (prokaryotic, uni- and multicellular eukaryotic organisms)

· Transcriptomes structure and organization (prokaryotic, uni- and multicellular eukaryotic organisms)

· Proteomes structure and organization prokaryotic, uni- and multicellular eukaryotic organisms)

· -Omic networks and their simulation and multi-scale modeling

Results are achieved through lectures supported by practical exercise and a wide and focused tutorship. They are assessed through an oral exam and/or a written paper.

MAKING JUDGEMENTS:

Graduates:

- are able to work autonomously on the implementation of programming protocols and/or statistical data analysis;

- Are able to organize and understand relevant scientific data resulting from -omic data generation in laboratory;

- Are able to note and assemble new genomes and also to comparatively analyze genomes/transcriptomes/proteomes data present in public and private databases;

- Have the ability to analyze and synthesize information for the management and distribution of experimental data in the scientific field;

- Are able to make judgements on social, scientific and ethical matters linked to the analysis and the use of -omic data;

- Are able to adapt to different topics and fields of work;

- Are able to trace and examine information sources, data and literature of the specific field.

The ability to make judgements is developed and verified through laboratory practices, carried out independently in many teaching modules, and through written papers, required in some modules, at the end of the internship or for the final thesis. Students develop their own ability to make judgement on social and ethical issues within the bioethics module.

COMMUNICATION SKILLS:

Graduates:

- Are able to collaborate in group works, specifically in planning and processing -omic data;

- Are able to make effective use of the English language, both written and spoken, in the field of bioinformatics analysis, computational biotechnologies, database management and biology of systems;

- Have social and communication skills that enable them to work in international contexts;

- Are able to write scientific and technical reports both in Italian and in English;

Written and oral communication skills are achieved through activities that include the drafting of written reports and the discussion of the group work outcomes; the evaluation in the acquisition of these activities is carried out with tests and laboratory activities. The development of communication skills is also verified through the compulsory internship. As far as the English language is concerned, although the entry level B2 is quite high, students are expected to deepen the four linguistic abilities (reading, writing, listening and speaking) since lectures, laboratory activities and exam are held in English. A further opportunity to enrich the language knowledge is through the internship abroad and the study of scientific papers. Furthermore, the acquisition of communication skills is developed through the preparation of the internship final reports and the dissertation.

LEARNING SKILLS:

Graduates:

- Are able to work autonomously and continue their professional training;

- Are able to learn and deepen additional techniques in -omic data design and analysis in order to undertake specialized studies;

- Are able to conduct a target-oriented work;

Learning skills are developed during the entire degree programme, either with individual study, dialogue with professors during oral exams and revision of written papers, and the organization of implementing protocols during laboratory activities, under the supervision of professors and tutors. The internship and the activity for the final thesis preparation are key opportunities to increase learning skills which are evaluated through the exams planned for each module, taking into consideration the scheduled time for each academic year and the data individually obtained within the setting up of experimental protocols. There will be also an evaluation of the self-learning skill gained during the internship activities and the activity for the final thesis preparation, as well as the ability to critically discuss the scientific topics covered.

Funzione in un contesto di lavoro

Il Tecnico bioinformatico:
-si occupa di metodi e strumenti di calcolo matematico e programmazione per comprendere, archiviare, processare e analizzare dataset biologici;
-si occupa di combinare gli aspetti della genetica, della biologia molecolare e dei metodi di sequenziamento con la bioinformatica, per sequenziare, assemblare, analizzare e confrontare la funzione e la struttura dei genomi;
-svolge le proprie attività in contesti: industriale, clinico, forense, agroalimentare, ambientale.

Competenze associate alla funzione

Il Tecnico bioinformatico possiede:
1) conoscenze di genetica e biologia molecolare;
2) conoscenze approfondite dell'organizzazione e modalità di espressione dei genomi eucariotici, procariotici e virali;
3) competenze di matematica, statistica, programmazione informatica (Python, C, Pearl, R);
4) abilità informatiche per l'analisi di acidi nucleici, proteine e data set -omici e informazioni derivanti da analisi di sequenziamento massivo;
5) competenze per utilizzare le informazioni del sequenziamento genico in ambito clinico e sanitario;
6) competenze per sfruttare l'informazione genomica come approccio chiave per le tecnologie future legata alla "food security" e al miglioramento genetico in ambito vegetale e animale;
7) competenze ai fini dell'indagine ecologica e l’analisi predittiva del comportamento degli ecosistemi mediante algoritmi e modelli basati sulla genomica;
8) abilità di implementare analisi genomiche di supporto a indagini legali di varia natura.

Sbocchi occupazionali

Il Tecnico bioinformatico può esercitare la sua professione in:
- Aziende nazionali ed internazionali del settore informatico, biotecnologico, biomedico, agro-alimentare, farmaceutico, ambientale ed industriale;
- Centri nazionali e internazionali di diagnostica avanzata e/o di ricerca applicata;
- Sistema Sanitario Nazionale (Aziende Ospedaliere, Aziende Sanitarie, Istituti Zooprofilattici, Istituti di Ricerca e Cura a Carattere Scientifco per la diagnostica -omica - IRCCS)
- Centri di calcolo nazionali e internazionali;
- Ambito legale come consulente;
- Università e Centri di ricerca di base e applicata Nazionali e Internazionali.
Infine la laurea in Genomics permette l'accesso a Lauree magistrali e di ambito biotecnologico, genetico, biologico molecolare e cellulare nonchè a lauree magistrali in bioinformatica.

Funzione in un contesto di lavoro

Il Biotecnologo computazionale sviluppa e applica metodi teorici, modellazione matematica e tecniche di simulazione computazionale per studiare e predire i comportamenti dei sistemi biologici e delle popolazioni.

Competenze associate alla funzione

Il Biotecnologo computazione possiede:
1) conoscenze di genetica, biochimica e biologia molecolare;
2) ottime competenze di statistica, programmazione informatica (Python, C, Pearl, R);
3) approfondite competenze di modellazione matematica;
4) specifiche abilità pratiche di simulazione computazionale e modellazione multiscala.

Sbocchi occupazionali

Il biotecnologo computazionale può esercitare la sua professione in
- Aziende nazionali ed internazionali del settore informatico, biotecnologico, biomedico, agro-alimentare, farmaceutico, ambientale ed industriale;
- Centri nazionali e internazionali di diagnostica avanzata e/o di ricerca applicata;
- Sistema Sanitario Nazionale (Aziende Ospedaliere, Aziende Santitarie, Istituti Zooprofilattici, Istituti di Ricerca e Cura a Carattere Scientifco per la diagnostica -omica - IRCCS);
- Agenzie regionali, nazionali e internazionali per la tutela dell'ambiente;
- Università e Centri di ricerca di base e applicata Nazionali e Internazionali.
Infine la laurea in Genomics permette l'accesso a Lauree magistrali di ambito biotecnologico, genetico, biologico molecolare e cellulare nonchè a lauree magistrali in bioinformatica.

Funzione in un contesto di lavoro

Il Biotecnologo dei sistemi si occupa di modellizzare interazioni complesse dei sistemi biologici usando un approccio olistico al fine di determinare le proprietà emergenti di circuiti, network e interazioni in cellule, tessuti, organismi e popolazioni.

Competenze associate alla funzione

Il Biotecnologo dei sistemi possiede:
1) conoscenze di genetica, biochimica e biologia molecolare;
2) ottime competenze di statistica, programmazione informatica (Python, C, Pearl, R);
3) approfondite competenze di modellazione matematica;
4) specifiche abilità pratiche di simulazione computazionale e modellazione multiscala.

Sbocchi occupazionali

Il Biotecnologo dei sistemi può esercitare la sua professione in:
- Centri di calcolo nazionali e internazionali;
- Agenzie regionali, nazionali e internazionali per la tutela dell'ambiente;
- Università e Centri di ricerca di base e applicata Nazionali e Internazionali.
Infine la laurea in Genomics permette l'accesso a Lauree magistrali di ambito biotecnologico, genetico, biologico molecolare e cellulare nonchè a lauree magistrali in bioinformatica.

Funzione in un contesto di lavoro

Il Genomics Data Manager:
-organizza, cura e amministra i dataset di laboratorio, gestendone i sistemi informativi.
-programma pipelines per sviluppare protocolli di best practice per lo storage, il backup, l'organizzazione e la pubblicazione di dati genomici di ricerca, anche in ambiente sanitario, in cui le informazioni del sequenziamento genico possono contribuire a migliorare diagnosi e prognosi di patologie genetiche, e la stratificazione di pazienti, nonchè a individuare la miglior risposta al trattamento terapeutico.

Competenze associate alla funzione

Il Genomics Data Manager possiede
1) conoscenza approfondita dell'organizzazione e modalità di espressione dei genomi eucariotici, procariotici e virali;
2) competenze approfondite di bioinformatica per l'analisi di acidi nucleici, proteine e data set -omici e informazioni derivanti da analisi di sequenziamento massivo;
3) competenze specifiche per data mining e interrogazione, organizzazione e gestione di banche dati genomiche;
4) conoscenza approfondita di normative e principi di bioetica legati al trattamento e alla gestione di dati sensibili.

Sbocchi occupazionali

Il Genomics Data Manager può esercitare la sua professione in:
- Aziende nazionali ed internazionali del settore informatico, biotecnologico, biomedico, agro-alimentare, farmaceutico, ambientale ed industriale;
- Centri nazionali e internazionali di diagnostica avanzata e/o di ricerca applicata;
- Sistema Sanitario Nazionale (Aziende Ospedaliere, Aziende Santitarie, Istituti Zooprofilattici, Istituti di Ricerca e Cura a Carattere Scientifco per la diagnostica -omica - IRCCS)
- Centri di calcolo nazionali e internazionali;
- Università e Centri di ricerca di base e applicata Nazionali e Internazionali.
Infine la laurea in Genomics permette l'accesso a Lauree magistrali e di ambito biotecnologico, genetico, biologico molecolare e cellulare nonchè a lauree magistrali in bioinformatica.