MICROBIOLOGIA MOLECOLARE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2021/2022
- Docente
- SILVIA SABBIONI
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- Biologia molecolare e cellulare
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- BIO/19
Obiettivi formativi
- OBIETTIVI FORMATIVI:
Fornire le basi di genetica dei microrganismi per comprenderne l'utilizzo industriale e biotecnologico. I microrganismi sono studiati come modelli semplici per la comprensione dei processi biologici. Fornire le conoscenze per comprendere aspetti patogenetici, diagnostici e di prevenzione legati a SARS-CoV-2. Fornire le conoscenze per comprendere i meccanismi di interazione virus-ospite nei processi di trasformazione neoplastica causata da alcuni virus oncogeni. Fornire le conoscenze per l'utilizzo di vettori virali in modelli sperimentali in vitro e in vivo. Le attività di laboratorio avranno il compito di far comprendere agli studenti come le conoscenze di base possono essere utilizzate per investigare l’interazione microRNA-bersaglio, anche in funzione della l’identificazione di possibili target di microRNA virali.
Conoscenza e comprensione
Lo studente:
- Conosce aspetti molecolari, patogenetici, diagnostici e di prevenzione relativi a SARS-CoV-2;
- Conosce aspetti legati all’utilizzo industriale dei microrganismi;
- Conosce le basi molecolari della trasformazione cellulare e della tumorigenesi associata a virus;
- Conosce i vettori virali ed il loro utilizzo.
- Sa descrivere la interazione tra i microRNA cellulari e i messaggeri cellulari e virali;
- Sa descrivere diversi meccanismi di regolazione della replicazione dei vettori virali.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione (abilità)
Lo studente:
- sa utilizzare correttamente le informazioni scientifiche relative ai diversi aspetti della pandemia SARS-CoV-2, ed è potenzialmente in grado di contribuire alla loro corretta disseminazione;
- sa valutare il possibile impatto della interazione microrganismo –ospite sulla variazione delle funzioni cellulari durante il processo di trasformazione;
- è in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per programmare un esperimento in laboratorio;
- è in grado di orientarsi nell’utilizzo delle principali tecniche per l’identificazione di possibili target di microRNA virali. Prerequisiti
- Lo studente deve avere una conoscenza delle nozioni di base della microbiologia
Contenuti del corso
- Il corso prevede lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio.
Le lezioni in aula affronteranno i seguenti argomenti:
Virus respiratori, Coronavirus e SARS-CoV-2: (8 ore)
Generalità sui virus respiratori e sui Coronavirus. SARS-CoV-2: origine, epidemiologia, struttura, replicazione, patogenicità. Metodi diagnostici (test antigenici, test molecolari basati sull’individuazione di acidi nucleici, test rapidi antigenici). Metodi di prevenzione, inclusi i vaccini. Generalità sui vaccini e in particolare vaccini per la prevenzione di COVID-19 severa. Insorgenza delle varianti e possibili conseguenze
Genetica batterica, TGO e ottimizzazione dei ceppi (10 ore)
Mutazioni, mutagenesi e genetica batterica. Screening e selezione. Identificazione di mutanti auxotrofi. Identificazione di revertanti. Competenza e trasformazione. Plasmidi e Coniugazione. Trasduzione generalizzata e specializzata. Complementazione. Basi molecolari della resistenza batterica agli antibiotici Miglioramento genetico di ceppi produttori. Le tecniche del DNA ricombinante per l'ottimizzazione delle produzioni microbiche. Isolamento di un ceppo mutato per la produzione industriale di lisina. Produzione industriale di vaccini di nuova generazione (a cellule intere o a sub-unità, ricombinanti).
I microrganismi e l’oncogenesi: esempi di microrganismi oncogeni (12 ore)
Meccanismi molecolari e fattori di virulenza coinvolti nel processo infettivo e nel carcinoma gastrico associato ad Helicobacter Pylori. Meccanismi molecolari alla base della replicazione dei virus, in particolare i papillomavirus, i polyomavirus e i virus dell'epatite. Vaccini ricombinanti anti HBV e anti HPV. Meccanismi patogenetici, in particolare oncogenesi da virus.
I microrganismi e l’oncogenesi: vettori virali in modelli sperimentali in vitro e in vivo. (10 ore)
Sviluppo e impiego di vettori plasmidici e virali. Studio delle funzioni di viRNA e dei miRNA: metodi per l'identificazione di sequenze bersaglio; sviluppo e impiego di vettori virali per l'espressione di miRNA e di sequenze bersaglio in vitro e in vivo. Sviluppo di vettori virali per nuovi approcci terapeutici antitumorali.
Attività di laboratorio (12 ore)
• Trasformazione di E.Coli competente con un DNA ricombinante, selezione dei batteri in piastre LB agar contenenti ampicillina; purificazione del DNA plasmidico, e analisi mediante enzimi di restrizione.
• Trasfezione di DNA ricombinante in cellule eucariotiche; valutazione dell’interazione microRNA-bersaglio nelle cellule transfettate: analisi dell'espressione del transgene mediante test luciferasi usando un luminometro. Interpretazione dei risultati. Metodi didattici
- Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali e esercitazioni guidate nel laboratorio di microbiologia. In particolare sono previste 52 ore complessive di didattica (5+1 CFU) di cui 40 ore di lezione frontale e 12 ore di esercitazioni. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point.
Per i laboratori gli studenti vengono divisi in gruppi (massimo 30 studenti per gruppo). Gli studenti saranno guidati dal docente in tutte le attività pratiche che verranno proposte, e saranno accompagnati alla comprensione e alla corretta interpretazione dei risultati ottenuti dall’esperienza di laboratorio. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18). Con l’eccezione di studenti che abbiano difficoltà, l’esame consiste in un elaborato scritto. L’esame scritto consta della somministrazione di 20 domande aperte, che prevedono riposte brevi e puntuali, atte a verificare la comprensione e il livello di conoscenza degli argomenti del programma. Le risposte alle domande vengono giudicate sia per il contenuto sia per il linguaggio scientifico appropriato, ed il punteggio massimo per ognuna è di punti 5. In ogni caso, non si ritiene superato l’esame se si ottiene una valutazione uguale o inferiore a 2 in due o più domande. Delle attività di laboratorio verranno valutate le capacità di presentare i risultati ottenuti e di interpretare i risultati stessi.
Testi di riferimento
- Schemi e figure forniti dal docente.
Per consultazione e relativamente ai vettori virali per terapia genica:
Giacca Mauro Terapia Genica ed Springer
Per consultazione e relativamente ad altri aspetti molecolari della microbiologia:
Dehò, Galli Biologia dei Microorganismi, ed Zanichelli
