- Oggetto:
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Modelli sperimentali in ambito biotecnologico
- Oggetto:
Experimental models in biotechnology
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- SME0895A
- Docenti
- Emanuela Tolosano (Docente Titolare dell'insegnamento)
Saverio Francesco Retta (Docente Titolare dell'insegnamento)
Emilio Hirsch (Docente Titolare dell'insegnamento)
Alessandra Ghigo (Docente Titolare dell'insegnamento) - Corso di studio
- [f007-c201] laurea spec. in biotecnologie mediche - a torino
- Anno
- 1° anno
- Periodo
- Primo semestre
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 7
- SSD attività didattica
- BIO/13 - biologia applicata
- Erogazione
- Tradizionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia esame
- Scritto ed orale
- Tipologia unità didattica
- modulo
- Insegnamento integrato
- C.I. MODELLI PRECLINICI E METODOLOGIE GENOMICHE (SME0895)
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Modulo Modelli sperimentali in ambito biotecnologico
- Conoscere le principali metodologie di biologia e biotecnologie utilizzate nell’ambito della ricerca biomedica di base ed applicata.
- Conoscere in modo approfondito processi cellulari di fondamentale importanza nell’ambito della ricerca biomedica.
- Suscitare l’interesse per un’approfondita conoscenza dei processi biologici e per il metodo scientifico d'indagine.
- Illustrare l'utilizzo di modelli animali per studiare la patogenesi di malattie umane e validare nuovi approcci terapeutici.
Experimental models in biotechnologies
- to know the main biology and cell biotechnology methods used in the field of basic and applied biomedical research.
- to know in depth cellular processes of fundamental importance in the field of biomedical research.
- To arouse interest in an in-depth knowledge of biological processes and the scientific method of investigation.
- To illustrate the use of animal models to study the pathogenesis of human diseases and to validate new therapeutic approaches.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Modulo Modelli sperimentali in ambito biotecnologico
Al termine del corso ci si attende il raggiungimento degli obiettivi formativi indicati
Experimental models in biotechnology
At the end of the course the achievement of the indicated educational objectives is expected
- Oggetto:
Programma
Modulo Modelli sperimentali in ambito biotecnologico
MODELLI CELLULARI (Prof Retta)
1) Le colture cellulari: colture primarie e linee cellulari stabilizzate.
2) L’analisi delle proteine cellulari in vitro (saggi qualitativi e quantitativi): estrazione e purificazione delle proteine; analisi delle proteine mediante elettroforesi unidimensionale e bidimensionale, immunoprecipitazione, Western blotting. Analisi dello stato di attivazione di proteine con funzioni regolatrici. Studi di interazione proteina-proteina: i saggi di “pull-down”; la tecnica del doppio ibrido.
3) Le proteine ricombinanti: i sistemi di espressione procariotici ed eucariotici, la produzione e purificazione proteine di fusione, gli impieghi delle proteine di fusione.
4) La trasfezione delle cellule eucariotiche per l’espressione di proteine di interesse: tecnica del Ca2+/fosfato, tecnica del DEAE-dextrano, i liposomi, l’elettroporazione, i vettori virali.
5) I controlli post-trascrizionali dei livelli di espressione delle proteine.
6) L’analisi delle proteine cellulari in vivo (localizzazione, dinamiche subcellulari e funzioni): microscopia ottica convenzionale e confocale; tecniche di immunofluorescenza ed immunocitochimica; l’uso delle proteine di fusione per l’analisi delle funzioni delle proteine; tecniche di microscopia a multifluorescenza in “time-lapse” per l’analisi delle dinamiche molecolari.
7) Le tecniche “F” e le loro applicazioni: “Fluorescence Resonance Energy Transfer” (FRET), “Fluorescence Recovery After Photobleaching” (FRAP), “Fluorescence Loss In Photobleaching” (FLIP).
8) Analisi di processi cellulari e molecolari:
- a) I meccanismi di regolazione post-trascrizionale dell’espressione e delle funzioni dei recettori adesivi.
- b) Le small GTPasi della famiglia Rho: ruoli fisiologici e patologici.
- c) Redox signaling e autofagia: ruoli fisiologici e patologici.
9) Modelli cellulari e murini di patologie umane.
MODELLI ANIMALI (Prof. Ghigo, Hirsch, Tolosano)
Generazione ed analisi di modelli animali di patologie umane. Le patologie prese in considerazione sono le seguenti:
- Emocromatosi/patologie da alterato metabolismo del ferro e dell’eme
- Anemie
- Patologie infiammatorie
- Diabete
- Fibrosi cistica
- Patologie cardiache
Verranno introdotti, oltre al topo, anche altri modelli animali (ad es. Drosophila, C. elegans, talpa nuda) , il principio delle 3R e l’utilizzo di organoidi e di cellule staminali pluripotenti differenziate (iPSC) come modelli in vitro.
Experimental models in biotechnology
CELLULAR MODELS (Prof. Retta)
1) Cell cultures: primary cultures, stabilized lines, immortalized cells, hybridomas, stem cells.
2) In vitro analysis of cellular proteins (qualitative and quantitative assays): extraction and purification of proteins; analysis of proteins by one-dimensional and two-dimensional electrophoresis, immunoprecipitation, Western blotting, metabolic marking and radio-immunoassays, analysis of the state of activation of proteins with regulatory functions, assays of kinase activity. Mass spectrometry applications. Protein-protein interaction studies: the pull-down assays; the double hybrid technique.
3) Recombinant proteins: prokaryotic and eukaryotic expression systems, the production and purification of fusion proteins, the uses of fusion proteins.
4) The transfection of eukaryotic cells for the expression of proteins of interest: Ca2 + / phosphate technique, DEAE-dextran technique, liposomes, electroporation, viral vectors.
5) Post-transcriptional controls of protein expression levels.
6) Analysis of cellular proteins in vivo (localization, subcellular dynamics and functions): conventional and confocal optical microscopy; immunofluorescence and immunocytochemistry techniques; the use of fusion proteins for the analysis of protein functions; "Time-lapse" multifluorescence microscopy techniques for the analysis of molecular dynamics.
7) The "F" techniques and their applications: "Fluorescence Resonance Energy Transfer" (FRET), "Fluorescence Recovery After Photobleaching" (FRAP), "Fluorescence Loss In Photobleaching" (FLIP).
8) Analysis of cellular and molecular processes:
- a) The mechanisms of post-transcriptional regulation of the expression and functions of the adhesive receptors.
- b) Vesicular trafficking and Rab family proteins: potential targets for interventions
therapeutic.
- c) The small GTPases of the Rho family: physiological and pathological roles.
- d) The mechanisms of regulation of the nucleocytoplasmic translocation of proteins and their pathological alteration.
- e) Redox signaling and autophagy: physiological and pathological roles.
9) Cell and mouse models of human pathologies: Cerebral Cavernous Malformations (CCM disease).
ANIMAL MODELS (Prof. Ghigo, Hirsch, Tolosano)
Animal models of different human pathologies will be illustrated:
- Models of hemochromatosis
- Models of anemia
- Models of impaired iron and heme metabolism
- Models of diabetes
- Models of cardiac pathologies
- Models of inflammatory pathologies
- Models cystic fibrosis
We will introduce also the 3Ts principle and the use of organoids.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Modulo Modelli sperimentali in ambito biotecnologico
Lezioni frontali
Experimental models in biotechnology
Lectures
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Modalità di verifica dell'apprendimento
Modulo Modelli sperimentali in ambito biotecnologico
Verifica scritta con domande aperte.
Experimental models in biotechnology
Written test with open questions
Testi consigliati e bibliografia
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Modulo Modelli sperimentali in ambito biotecnologico
1) Alberts et al.- “Biologia Molecolare della Cellula” -; Zanichelli.
2) Glick e Pasternak -; “Biotecnologia Molecolare” -; Zanichelli.
3) Reed et al.- “Metodologie di base per le Scienze Biomolecolari” - Zanichelli.
4) Ninfa e Ballou - “Metodologie di base per la Biochimica e la Biotecnologia” - Zanichelli.
5) H. Lodish e altri, “Biologia Molecolare della cellula”, Zanichelli
6) Brown, T.A., “Genomes”, New York and London: Garland Science
7) Bibliografia fornita dal docente.
Experimental models in biotechnology
1) Alberts et al.- “Biologia Molecolare della Cellula” -; Zanichelli.
2) Glick e Pasternak -; “Biotecnologia Molecolare” -; Zanichelli.
3) H. Lodish e altri, “Biologia Molecolare della cellula”, Zanichelli
4) Brown, T.A., “Biotecnologie Molecolari - Principi e Tecniche”, Zanichelli
5) Scientific articles.
- Oggetto:
Note
Il materiale didattico del modulo di Modelli Preclinici in ambito biotecnologico è reperibile sulla piattaforma Moodle del Dip. Biotecnologie Molecolati e Scienze per la Salute al link:
https://biotec.i-learn.unito.it/course/view.php?id=1448
Per accedere utilizzare le credenziali Unito.
Experimental models in biotechnology
Power Point presentations and bibliography are available at the link::
https://biotec.i-learn.unito.it/course/view.php?id=1448
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