Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
BIOTECNOLOGIE ORD. 2011

Genetica molecolare e genomica funzionale

7

Piano di studio MEDICO

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 48 0 16 102

Periodo

AnnoPeriodo
III anno1 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201325/01/2014

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoBIO/134
affine/integrativo Nessun ambitoMED/033


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. BONALDO PAOLOBIO/13DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOMEDICHE - DSB

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Dott.ssa TREVISSON EVAAffidamentoMED/03DIPARTIMENTO DI SALUTE DELLA DONNA E DEL BAMBINO - SDB

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste

Bollettino

Genetica, Biologia cellulare, Biologia molecolare, Laboratorio di biotecnologie

La genomica funzionale riveste una particolare importanza nell’era post-genomica. Anziché una descrizione generale e teorica dei vari campi di studio e applicazione della genomica funzionale, per questo corso si è scelto un percorso didattico sperimentale focalizzato ad uno dei più rilevanti e moderni settori di applicazioni biotecnologiche: i topi transgenici come modello per lo studio della funzione dei geni in condizioni normali e patologiche. Il corso si articola in due parti distinte. Nella prima parte del corso verranno descritti i principi e gli ambiti applicativi della transgenesi in biomedicina, trattando in dettaglio argomenti quali: le cellule staminali embrionali nella ricerca e nella terapia, l’inattivazione genica mirata (“gene knockout”), la mutagenesi su grande scala nel topo con “gene trapping”, l’RNA interference. Durante la seconda parte del corso verranno analizzate in dettaglio le diverse tecnologie per la produzione di topi transgenici, anche con l’uso di filmati, ed infine verranno presentati in dettaglio alcuni esempi di dell’uso di topi knockout come modello di malattie umane.

Lezioni teoriche in aula, basate su presentazioni al computer con videoproiezione.

- Nozioni introduttive L’era post-genomica e la genomica funzionale. Gli organismi modello. Il topo come organismo modello. - Genomica funzionale mediante transgenesi in topo: metodologie ed applicazioni Vantaggi del topo per studi di genomica funzionale in mammifero. Caratteristiche generali del topo (genoma, ciclo vitale, sviluppo embrionale, ceppi). Transgenesi in topo: modalità di trasferimento genico e principali campi di applicazione della transgenesi in medicina. Utilizzo ed applicazioni della transgenesi mediante microiniezione del DNA in ovociti. Metodi per mutagenesi in topo: mutagenesi mirata o casuale, approcci, caratteristiche, applicabilità su grande scala o piccola scala. - Le cellule ES Lo sviluppo embrionale precoce del topo. Caratteristiche della blastocisti. Cell lineages e derivazione delle cellule ES. Caratteristiche e proprietà delle cellule ES. Differenziamento controllato delle cellule ES in vitro; corpi embrioidi. Campi di applicazioni delle cellule ES. Procedura per la produzione di topi mutanti da cellule ES. Altre applicazioni delle cellule staminali in biomedicina. - “Gene targeting”: l’inattivazione genica mirata per lo studio della funzione genica in vivo Caratteristiche generali ed applicazioni del gene targeting. La mutagenesi mirata mediante ricombinazione omologa in cellule ES. Procedura per la produzione di topi knockout. Considerazioni per la preparazione dei costrutti (DNA isogenico, scelta del tipo di vettore, marcatori, la selezione positiva-negativa). Potenziali problemi. L’interpretazione del fenotipo: dipendenza dal background genetico; ridondanza e meccanismi compensatori; fenotipi letali. Metolodogie per il recupero di fenotipi letali e loro applicazioni. Introduzione di mutazioni fini con gene targeting. Caratteristiche ed applicazioni dei sistemi di ricombinazione sito-specifica. Il sistema Cre/lox. Gene targeting condizionale: knockout tessuto-specifico, knockout inducibile. Procedura e applicazioni del gene targeting condizionale. I topi Cre. Knockout condizionale inducibile: sistemi Cre-ER, Tet-off, Tet-on. Introduzione di mutazioni fini con Cre/lox. Ingegneria cromosomica con Cre/lox. I recenti sviluppi: le tecnologie ZFN, TALEN e CRISPR/Cas. - “Gene trapping”: mutagenesi casuale in grande scala in cellule ES per lo studio della funzione genica in vivo Caratteristiche generali ed applicazioni del gene trapping. Tipi di costrutti. Vantaggi e svantaggi. La possibilità di pre-selezionare secondo vari criteri. Alcuni esempi applicativi in topo. Sviluppi e prospettive future. - In vivo RNA interference Principi ed applicazioni delle metodologie di inattivazione della funzione genica basate sull’RNA. Meccanismo e significato biologico dell’RNA interference. Problematiche nell’utilizzo dell’RNA interference in mammiferi; vettori per il silenziamento genico stabile. Applicazioni e sviluppi futuri dell’RNA interference. - Le tecnologie per la produzione di topi transgenici Microiniezione di DNA in ovociti fecondati: procedura, caratteristiche, commenti. Produzione di topi knockout da cellule ES: iniezione di cellule ES geneticamente modificate in blastocisti; i topi chimera. Altre procedure di derivazione di topi chimera da cellule ES. Fattori importanti per un efficiente utilizzo di cellule ES modificate geneticamente; il problema del cariotipo e della trasmissione germinale. - Applicazioni sperimentali Esempi di topi knockout come modello per lo studio di malattie ereditarie umane: dalla caratterizzazione dei meccanismi patomolecolari allo sviluppo di approcci terapeutici.

Prova scritta, con domande a risposta aperta.


CONTENUTO NON PRESENTE