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B021423 - MANIPOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA E PROTEICA IN FAGI, CELLULE DI INSETTO, SISTEMI ANIMALI E VEGETALI
Principali informazioni
Lingua Insegnamento
Contenuto del corso
Libri di testo consigliati
Obiettivi Formativi
Prerequisiti
Metodi Didattici
Altre Informazioni
Modalità di verifica apprendimento
Programma del corso
Anno Accademico 2018-19
Coorte 2016 - Laurea Triennale (DM 270/04) in BIOTECNOLOGIE
Anno di corso
Terzo Anno - Annualità singola
Dipartimento di Afferenza
Medicina Sperimentale e Clinica
Tipo insegnamento
Attività formativa monodisciplinare
Settore Scientifico disciplinare
-
Crediti Formativi
3
Ore Didattica
24
Periodo didattico
01/10/2018 ⇒ 30/04/2020
Frequenza Obbligatoria
No
Tipo Valutazione
Giudizio Finale
Contenuto del corso
mostra
Programma del corso
mostra
Docenza
Mutuazione
Insegnamento mutuato da:
B029323 - TECNICHE MOLECOLARI PER LA RICERCA SUL CANCRO
Laurea Triennale (DM 270/04) in BIOTECNOLOGIE
B029323 - TECNICHE MOLECOLARI PER LA RICERCA SUL CANCRO
Laurea Triennale (DM 270/04) in BIOTECNOLOGIE
Lingua Insegnamento
Le lezioni sono tenute in Italiano. Tuttavia, una discreta/buona conoscenza della lingua Inglese è fortemente raccomandata, anche perchè molte delle slides sono in Ingleses. In varie lezioni, verranno anche presentati dei dei clips o videos in Inglese.
Contenuto del corso
Tecnologie di Biologia Molecolare utilizzate nella Ricerca sul Cancro. Le varie tecnologie verranno organizzate su tematiche (gene, oncogene, organismi modello etc.) o talvolta sulle stesse tecnologie (PCR, citogenetica, NGS etc)
Libri di testo consigliati (Cerca nel catalogo della biblioteca)
LIBRO DI TESTO: Watson, JD; Caudy AA; Myers RM, Witkowski JA DNA RICOMBINANTE (from Recombinant DNA, 3rd Edition (WH Freeman and Company) Trad. Zanichelli
ULTERIORI LETTURE:
Rovigatti (2016). "The long Journey of Cancer Modeling: Ubi Sumus ? Quo Vadimus ?" Journal of Cancer Science 1(1): 001.
Rovigatti, U. (2015). "Cancer modelling in the NGS era - Part I: Emerging technology and initial modelling." Critical Reviews in Oncology/Hematology 96(2): 274-307.
ULTERIORI LETTURE:
Rovigatti (2016). "The long Journey of Cancer Modeling: Ubi Sumus ? Quo Vadimus ?" Journal of Cancer Science 1(1): 001.
Rovigatti, U. (2015). "Cancer modelling in the NGS era - Part I: Emerging technology and initial modelling." Critical Reviews in Oncology/Hematology 96(2): 274-307.
Obiettivi Formativi
Gli studenti/-esse dovranno acquisire alla fine del corso una panoramica generale, talvolta maggiormente dettagliata, delle varie tecnologie impiegate nella ricerca sul cancro.
Prerequisiti
Viene suggerito (ma non richiesto come prerequisito) di aver già sostenuto l'esame di Biologia Molecolare
Metodi Didattici
7/8 Lezioni Frontali di 2-2.5 ore ciascuna.
1-2 esercitazioni durante il corso delle lezioni
1-2 esercitazioni durante il corso delle lezioni
Altre Informazioni
non applicabile
Modalità di verifica apprendimento
compito scritto con domande aperte nelle date di appello esami
Programma del corso
L 1 VIRUS - La tecnica del Focus Assay come sviluppata da R. Dulbecco per virus a DNA e da H. Rubin per virus ad RNA (Retrovirus) e sviluppata poi da H. Temin. Estrazioni di DNA e tecniche di sedimentazione su gradiente (J. Sambrook and R. Dulbecco). Mappatura con enzimi di restrizione per SV-40 etc. per siti integrativi (Joe Sambrook) definiscono clonalità dei tumori indotti da virus (SV-40, Adenovirus). Esperimenti fondamentali dei lab. D. Baltimore e H. Temin definiscono ciclo replicativo Retrovirus.
L2 GENE - Tecniche per concetti essenziali di Biologia Molecolare: 1. IL GENE. Carrellata da Mendel a Correns, von Tshermack e De Vries). Come costruire la mappe genetiche (Morgan, C. Bridge and A. Sturtevant). Barbara McClintock donna e primo scienziato che riesce a definire la ricombinazione (crossing-over). Le tecniche di fine-mapping di S. Benzer definiscono il gene a livello nucleotidico. Le tecniche di J. Beckwith per vedere ed isolare il 1° gene per ibridazione. M. Wigler: Calcolo della frequenza dei siti di taglio enzimi di restizione. Isolamento frammenti di DNA HSV-TK e loro trasfezione: 1) maggior semplicità modello virale, 2) particolare selezione gene TK con cocktail HAT.
L3 ONCOGENE - La carcinogenesi chimica: tecniche utilizzate (Yamagiwa e Itchikawa, E. Kenneway). Il test di Ames e simili tests basati su auxotrofi/prototrofi (Beadle and Tatum). Le tecniche di trasfezione inizialmente sviluppate da Graham e Van der Eb per Adenovirus. Applicazione di trasfezione da R. Weinberg per Retrovirus. La “caccia all’oncogene” scatena una vera e propria “gara” (racing to the beginning of the road by RW): M. Barbacid, J. Cooper, M. Wigler e R. Weinberg. Identificazione iniziale e purificazione delle sequenze umane con sonde Alu. Simili alterazioni nella malattia di Von Recklinghausen/Neurofibromatosi I (gene Gap).
L4 MUTAZIONE - Tecniche per concetti essenziali di Biologia Molecolare: 2. LA MUTAZIONE. Carrellata da Mendel a De Vries a Morgan e Mueller. Hermann Mueller; inizio della nostra comprensione (tecniche in Drosophila). Tecniche per indurre e studiare mutazioni in Neurospora Crassa/A. Nidulans (Beadle e Tatum). S. Luria e M. Delbruck definiscono sperimentalmente la mutazione. John Cairns e la tecnologia per definire mutazioni adattative (JR Roth e T. Tlsty etc). La NGS tech ci può dare quadro completo delle mutazioni (Vogelstein/ Stutton/Mardis).
L5 ESPRESSIONE GENICA - Lavoro pioneristico di A. Lwoff, J. Monod e F. Jacob definisce il gene da un punto di vista di regolazione (tecniche bioch. e genetiche, biostat etc.). Il Southern ed il Northern blotting: esercitazione in classe da J. Watson. Introduzione alla tecnica dei Micro-Arrays: Igor Dawid, Bert Vogelstein et al. gettano le basi per GEP con dot-blot. Sintesi articiale di DNA con fosforamiditi (Hunkapiller etc.). Pat Brown e Uni California perfezionano i primi micro-arrays. Ulteriori sviluppi e stato dell’arte: S. Fodor e le matrici Affimetrix (litografia). Studi di Stephen Friend su carcinoma mammario (prognosi in lymphonode negatives). Donne con carcinoma alla mammella –apparentemente con buona prognosi ovvero ad alto rischio di recidiva.
L6 PCR e CITOGENETICA PER CANCER RES. - L’invenzione PCR da Karin Mullis, Nobel bizzarro. L’evoluzione della Q-PCR della Roche e le applicazioni per sequencing. Sonde salsicciotto e altre tecniche. La PCR digitale, applicazione ai tumori. Gli studi di grandi pionieri gettano le basi delle nostre conoscenze attuali: Hungerford, Nowell, Rowley, JJ. Yunis, D. Burkitt. Tecnica high-resolution-banding approntata da JJ Yunis (Rovigatti and Yunis, Science 1986). Ibridazione in situ esemplificata con mio lavoro su Science. Traslocazioni: t(9;22) che porta alla formazione del cromosoma anomalo detto Philadelphia della Leucemia Mieloide Chronica (CML) / la t(8;14) del Linfoma di Burkitt (BL):
L7 SEQUENCING PER CANCER RES. Tecnica di Maxam e Gilbert: sequenziamento con metodo di Gilbert mediante degradazione chimica. Tecnica di Sanger e Soulston mediante il metodo con dideossinucleotidi. Pirosequenziamento (una pirofosfatasi determina la produzione di un quanto e macchine S454. Metodi di Sequenziamento Next Generation Sequencing (NGS): Sequenziamenti ultraveloci: piro-sequenziamento, sequenziatori S454, genoma di J. Watson e $ 1000 genomes (personal genomes). Esemplificazione di Sequenziamento per Sintesi con Massive Parallel Sequencing della Illumina-Company. Esemplificazione del Sequenziamento per Ligation della macchina SOLiD (Sequencing by Oligonucleotide Ligation and Detection) sviluppato dalla ABI (Applied Biosystems)
L8 ORGANISMI MODELLO - Alcuni Modelli essenziali, anche ben descritti nell’ultima Edizione del MBOTG by Watson. I Batteriofagi. E. Coli . McClintock ed i Transposons . Baker’s and other Yeasts = Lieviti. Il vermetto Caenorhabditis Elegans: essenziale per definire l’ apotptosi (S. Brenner, J. Soulston, R. Horvitz) e parecchio altro. Drosophila: organismo delle prime mappe e fra i primi genomi sequenziali. Il cromosoma Balancer. Introduzione Recombinasi FLT e segnali FRT (FRT-FLP system). Gli elementi di trasformazione P e la Disgenesi degli Ibridi. Mus musculus e Rattus rattus. Manipolazioni embrioni topo e topi transgenici. Mario Capecchi e topi KO. Imprinting. Zebra-fish essenziale per studi su differenziamento ed altro. I sorprendenti modelli di animali con longevità smisurate (Mathusa): il Naked Mole Rat (NMR) e Blind Mole Rat (BMR). Longvità anche 20X (NMR) e 32X (BMR) mettono in discussione attuali modelli.
L2 GENE - Tecniche per concetti essenziali di Biologia Molecolare: 1. IL GENE. Carrellata da Mendel a Correns, von Tshermack e De Vries). Come costruire la mappe genetiche (Morgan, C. Bridge and A. Sturtevant). Barbara McClintock donna e primo scienziato che riesce a definire la ricombinazione (crossing-over). Le tecniche di fine-mapping di S. Benzer definiscono il gene a livello nucleotidico. Le tecniche di J. Beckwith per vedere ed isolare il 1° gene per ibridazione. M. Wigler: Calcolo della frequenza dei siti di taglio enzimi di restizione. Isolamento frammenti di DNA HSV-TK e loro trasfezione: 1) maggior semplicità modello virale, 2) particolare selezione gene TK con cocktail HAT.
L3 ONCOGENE - La carcinogenesi chimica: tecniche utilizzate (Yamagiwa e Itchikawa, E. Kenneway). Il test di Ames e simili tests basati su auxotrofi/prototrofi (Beadle and Tatum). Le tecniche di trasfezione inizialmente sviluppate da Graham e Van der Eb per Adenovirus. Applicazione di trasfezione da R. Weinberg per Retrovirus. La “caccia all’oncogene” scatena una vera e propria “gara” (racing to the beginning of the road by RW): M. Barbacid, J. Cooper, M. Wigler e R. Weinberg. Identificazione iniziale e purificazione delle sequenze umane con sonde Alu. Simili alterazioni nella malattia di Von Recklinghausen/Neurofibromatosi I (gene Gap).
L4 MUTAZIONE - Tecniche per concetti essenziali di Biologia Molecolare: 2. LA MUTAZIONE. Carrellata da Mendel a De Vries a Morgan e Mueller. Hermann Mueller; inizio della nostra comprensione (tecniche in Drosophila). Tecniche per indurre e studiare mutazioni in Neurospora Crassa/A. Nidulans (Beadle e Tatum). S. Luria e M. Delbruck definiscono sperimentalmente la mutazione. John Cairns e la tecnologia per definire mutazioni adattative (JR Roth e T. Tlsty etc). La NGS tech ci può dare quadro completo delle mutazioni (Vogelstein/ Stutton/Mardis).
L5 ESPRESSIONE GENICA - Lavoro pioneristico di A. Lwoff, J. Monod e F. Jacob definisce il gene da un punto di vista di regolazione (tecniche bioch. e genetiche, biostat etc.). Il Southern ed il Northern blotting: esercitazione in classe da J. Watson. Introduzione alla tecnica dei Micro-Arrays: Igor Dawid, Bert Vogelstein et al. gettano le basi per GEP con dot-blot. Sintesi articiale di DNA con fosforamiditi (Hunkapiller etc.). Pat Brown e Uni California perfezionano i primi micro-arrays. Ulteriori sviluppi e stato dell’arte: S. Fodor e le matrici Affimetrix (litografia). Studi di Stephen Friend su carcinoma mammario (prognosi in lymphonode negatives). Donne con carcinoma alla mammella –apparentemente con buona prognosi ovvero ad alto rischio di recidiva.
L6 PCR e CITOGENETICA PER CANCER RES. - L’invenzione PCR da Karin Mullis, Nobel bizzarro. L’evoluzione della Q-PCR della Roche e le applicazioni per sequencing. Sonde salsicciotto e altre tecniche. La PCR digitale, applicazione ai tumori. Gli studi di grandi pionieri gettano le basi delle nostre conoscenze attuali: Hungerford, Nowell, Rowley, JJ. Yunis, D. Burkitt. Tecnica high-resolution-banding approntata da JJ Yunis (Rovigatti and Yunis, Science 1986). Ibridazione in situ esemplificata con mio lavoro su Science. Traslocazioni: t(9;22) che porta alla formazione del cromosoma anomalo detto Philadelphia della Leucemia Mieloide Chronica (CML) / la t(8;14) del Linfoma di Burkitt (BL):
L7 SEQUENCING PER CANCER RES. Tecnica di Maxam e Gilbert: sequenziamento con metodo di Gilbert mediante degradazione chimica. Tecnica di Sanger e Soulston mediante il metodo con dideossinucleotidi. Pirosequenziamento (una pirofosfatasi determina la produzione di un quanto e macchine S454. Metodi di Sequenziamento Next Generation Sequencing (NGS): Sequenziamenti ultraveloci: piro-sequenziamento, sequenziatori S454, genoma di J. Watson e $ 1000 genomes (personal genomes). Esemplificazione di Sequenziamento per Sintesi con Massive Parallel Sequencing della Illumina-Company. Esemplificazione del Sequenziamento per Ligation della macchina SOLiD (Sequencing by Oligonucleotide Ligation and Detection) sviluppato dalla ABI (Applied Biosystems)
L8 ORGANISMI MODELLO - Alcuni Modelli essenziali, anche ben descritti nell’ultima Edizione del MBOTG by Watson. I Batteriofagi. E. Coli . McClintock ed i Transposons . Baker’s and other Yeasts = Lieviti. Il vermetto Caenorhabditis Elegans: essenziale per definire l’ apotptosi (S. Brenner, J. Soulston, R. Horvitz) e parecchio altro. Drosophila: organismo delle prime mappe e fra i primi genomi sequenziali. Il cromosoma Balancer. Introduzione Recombinasi FLT e segnali FRT (FRT-FLP system). Gli elementi di trasformazione P e la Disgenesi degli Ibridi. Mus musculus e Rattus rattus. Manipolazioni embrioni topo e topi transgenici. Mario Capecchi e topi KO. Imprinting. Zebra-fish essenziale per studi su differenziamento ed altro. I sorprendenti modelli di animali con longevità smisurate (Mathusa): il Naked Mole Rat (NMR) e Blind Mole Rat (BMR). Longvità anche 20X (NMR) e 32X (BMR) mettono in discussione attuali modelli.