SCIENZE BIOMOLECOLARI, GENOMICHE E CELLULARI

Ex laurea magistrale in Biologia Molecolare

METODI E APPLICAZIONI DI EDITING DEL GENOMA

Docenti: 
Crediti: 
3
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2020/2021
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
BIOLOGIA MOLECOLARE (BIO/11)
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

ITALIANO

Obiettivi formativi

Conoscenza e comprensione.
Acquisizione da parte degli studenti di conoscenze sulle tecniche attuali di engegneria genomica. In particolare del sistema CRISPR-cas9 e suoi derivati. Acquisizione delle potenzialità di queste tecniche per l’applicazione biomedica e biotecnologica. Sviluppo di un senso critico verso problemi etici e legali legati all’ingegneria genomica in particolare rivolta alla riproduzione animale e dell’uomo.
Capacita di applicare conoscenza e comprensione.
Attraverso l'analisi guidata di esperimenti cruciali nella comprensione a livello molecolare degli sviluppi della scienza nel campo della ingegneria genomica, gli studenti acquisiranno le competenze di base necessarie per poter affrontare e applicare allo studio sperimentale le tecniche di ingegnerizzazione genomica.

Prerequisiti

Buona conoscenza della struttura degli acidi nucleici, della struttura del genoma e dei meccanismi di base della duplicazione, trascrizione, riparazione e ricombinazione del DNA.

Contenuti dell'insegnamento

Il Genoma. Breve introduzione alla struttura del genoma, in particolare alla struttura e funzione del genoma umano. Breve riferimenti a genomi di organismi inferiori.

Metodi recenti di Ingegnerizzazione delle sequenze genomiche. Tecniche comparative di modificazione del genoma. Zinc Finger Nucleasi (ZFNs), p-roteine TALENs e RGENs (RNA-guided engineered nucleases). Tecnologia CRISPR. Evoluzione della tecnologia CRISPR. Recenti avanzamenti nell’utilizzo della tecnologia CRISPR.

Ingegnerizzazione genomica nelle cellule umane. Potenziali metodi applicativi. Utilizzo della tecnica CRISPR per lo studio della funzione genica: distruzione della funzione genica, inserzione, mutazione, correzzione genica e riarrangiamento cromosomico.
Impiego di “dead-cas9” dCas come piattaforma versatile e programmabile per la regolazione genica e il controllo epigenetico. Avanzamento e sviluppo di mezzi dCas per la biologia sintetica (synthetic biology). Utilizzo del sistema dCas per analisi della trascrizione, effetti epigenetici, microscopia, screening e immunoprecipitazione cromatinica. Utilizzo di sistemi dCas-KRAB per il silenziamento di sequenze genomiche uniche e multiple. Vantaggi e nuovi barriere e prospettive del sistema dCas come piattaforma tecnologica.

Potenziali applicazioni per ingegnerizzazione su larga scala di diversi organismi.
Genome editing in medicina rigenerativa.
Ingegneria genomica della riproduzione umana. Aspetti etici e legali.¬

Bibliografia

Testi di riferimento
Non esiste un testo di riferimento. Le presentazioni del docente verranno fornite insieme agli articoli scientifici utilizzati per la preparazione delle lezioni

Metodi didattici

II corso è composto da lezioni sui principali argomenti previsti dal programma, e da approfondimenti mirati di argomenti di particolare attualita e interesse, anche con l'ausilio di articoli originali in lingua inglese e di ricercatori specialisti.

Modalità verifica apprendimento

La valutazione dei risultati di apprendimento attesi si basa su una prova scritta con 6 domade di cui 5 a risposta multipla e 1 a risposta aperta per un totale di 30 punti (il valore punteggiuale di ciascuna domanda verra' indicato in sede d'esame). Punteggio minimo per sorpassare l'esame e' di 18 punti. Alla consegna della prova scritta lo studente potra avvalersi della possibilita' di una prova orale per poter migliorare l'esito della prova scritta qualora lo ritenga opportuno. Qualora la prova scritta non abbia raggiunto il minimo di 18 punti lo studente non verra'ammesso alla prova orale Verranno accertate sia le conoscenze a livello molecolare relative ai sistemi di ingegneria genomica illustrati durante ii corso, sia la capacita di applicare tali conoscenze alla risoluzione di problemi di tipo sperimentale.