ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| BIOLOGIA MOLECOLARE AVANZATA | BIO/11 | LEZIONI | 56 |
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Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze in merito alle metodologie moderne per la conduzione di studi molecolari su larga scala di trascrittomica, epigenomica e proteomica. Lo studente sarà in grado di condurre in modo autonomo un'analisi elementare di trascrittomica
Lo studente approfondirà inoltre le conoscenze circa i meccanismi di regolazione dell’espressione genica negli eucarioti.
Le conoscenze acquisite riguarderanno in particolare:
By the end of the course the student should acquire knowledge about modern methodologies for high throughput studies of transcriptomics, epigenomics and proteomics. He/she will gain ability to perform a basic data analysis of transcriptomics
The student will also deepen the knowledge about the mechanisms of regulation of gene expression in eukaryotes.
The acquired knowledge will concern:
Per l'accertamento delle conoscenze il docente:
For the assessment of knowledge the teacher:
Al termine del corso:
by the end of the course:
Per l'accertamento delle capacità il docente:
For the assessment of skills the teacher:
Lo studente sarà in grado di leggere, interpretare e comprendere i dati provenienti da sequenziamenti o esperimenti ad alto rendimento comunemente pubblicati su articoli e altre riviste di divulgazione scientifica
The student will be able to read, review and understand omics data such as those published on scientific papers
Durante le sessioni di laboratorio/esercitazioni saranno svolti esercizi pratici basati su bati disponibili in lettteratura o dati sperimentali provenienti dalle attività di ricerca del docente e saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte
Practical exercises will be carried out based on data available in the literature or coming from the teacher’s research activity and the degree of accuracy and precision of these activities will be evaluated.
La conoscenza dei concetti di biologia molecolare e di biostatistica rende più fruttuoso l'apprendimento dei concetti esposti durante il corso
Knowledge of molecular biology and biostatistics makes learning more fruitful
modo in cui si svolgono le lezioni: lezioni frontali, con ausilio di lucidi. Talora il docente fa usi di filmati didattici reperiti nel web
modo in cui si svolgono le esercitazioni in aula/laboratori: si usano i PC del docente e personali degli studenti
tipo di strumenti di supporto: il docente dedica un certo numero di ore di lezione (generalmente 4-8) per seminari tenuti da docenti altamente specializzati provenienti spesso dall’estero
tipo di uso del sito di elearning del corso: scaricamento materiali didattici e comunicazioni docente-studenti
tipo di interazione tra studente e docente: uso di ricevimenti, uso della posta elettronica, uso di skype
uso parziale o totale di lingue diverse dall'italiano: i seminari e il filmati didattici sono spesso in lingua inglese
lectures, with the aid of slides. Sometimes the teacher makes use of tutorials found on the web
exercises / laboratories: personal PC are used
the teacher dedicates a certain number of teaching hours (generally 4-8) to seminars held by highly skilled scientists
elearning website: download of ppts and communications between teacher-student
type of interaction between student and teacher: meeting, email, skype
languages other than Italian: seminars and tutorial are often in English
REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI
Ruolo topologico e funzionale della cromatina. Meccanismi di controllo epigenetico. Regolazione dell’espressione genica a livello trascrizionale: meccanismi generali. Regolazione dell’espressione genica a livello co-trascrizionale e maturazione dei trascritti primari. Controllo post-trascrizionale. Esportazione nucleare degli mRNA. Stabilità degli mRNA e meccanismi di decadimento dell’mRNA. Controllo di qualità nucleare e citoplasmatica. Sintesi proteica locale e localizzazione intracellulare degli RNA. RNA editing e decadimento dell’mRNA. Ruolo regolatorio dei non-coding. Controllo tradizionale e post-traduzionale.
TRASCRITTOMICA
Tecnologie di analisi di profili di espressione: banche di EST, SAGE, microarray. Metodi di sequenziamento di nuova generazione (Illumina, Roche, SOLID, Ion torrent) e sequenziamento a singola molecola (PacBio, Oxford Nanopore). Esercitazione di trascrittomica (pianificazione esperimenti, estrazione, preparazione libreria, piattaforma galaxy per la gestione dei dati).
Introduzione all'epigenomica e studi su larga scala: ChIP-chip e ChIP-Seq. Rivelazione delle citosine metilate mediante studi su larga scala basati su differenti metodologie (digestione con endonucleasi sensibili a metilazioni, arricchimento per affinità, trattamento con bisolfito).
PROTEOMICA e INTERATTOMICA
Introduzione alla proteomica. Spettrometria di massa (ESI e Maldi). Problematiche della proteomica e nuovi approcci per analisi di proteine e proteomi basati su nanotecologie. Interattomica: analisi di reti di interazioni proteiche e studio dei domini di interazione. Metodi analitici (pull-down, TAP) e metodi sintetici (Phage Display, Doppio Ibrido).
REGULATION OF GENE EXPRESSION IN EUCARYOTES
Topological and functional role of chromatin. Epigenetic mechanisms. Regulation of gene expression at transcriptional level: general mechanisms. Regulation of gene expression at co-transcriptional level and maturation of pre-mRNA. Post-transcriptional regulation. Nuclear export of mRNAs. Stability of mRNAs and mechanisms of mRNA decay. Nuclear and cytoplasmic quality check. Local protein translation and RNA localization. RNA Regulatory role of non-coding RNA. Traslational and post-translational regulation.
transcriptomics
Expression profile analysis: EST, SAGE, microarray. New generation sequencing platforms (Illumina, Roche, SOLID, Ion torrent) and single-molecule sequencer (PacBio, Oxford Nanopore). Transcriptomics exercise (planning experiments, RNA extraction, library preparation, galaxy platform for data management).
Introduction to epigenomics and high throughput studies: ChIP-chip and ChIP-Seq. Detection of methylated cytosine by high throughput studies based on different methodologies (digestion with methylation sensitive endonucleases, affinity enrichment, bisulfite treatment).
PROTEOMICS and INTERACTOMICS
Introduction to proteomics. Mass spectrometry (ESI and MALDI). Issues of proteomics and nanotechnology-based proteome analysis. Interactomics: analysis of protein interactions networks and study of interaction domains. Analytical methods (pull-down, TAP) and synthetic methods (Phage Display, Two-Hybrid).
Il materiale didattico è in gran parte costituito da articoli (review) selezionate dal docento. Contenuti di base sono consultabili tramite materiali di testo già in possesso dallo studente (Amaldi, Cox o GeneX o altre edizioni)
Papers (reviews) selected by the teacher. Basic concepts can be found in textbooks of the student (Amaldi, Cox or GeneX or other editions)
Utilizzare i ricevimenti per sopperire ad eventuali lacune
Use consultation hours to fill any gap
Sarà richiesto agli studenti di condurre l'analisi di un dataset di trascrittomica e presentarlo all'esame. La prova orale consiste in consiste in un colloquio tra il candidato e il docente/i. Durante la prova orale potrà essere richiesto al candidato di risolvere anche i problemi del “ricercatore” ovvero cercare di approcciare col giusto metodo scientifico un problema sperimentale e pianificare l'esperimento. La durata media del colloquio è 30 minuti, il numero delle domande è generalmente 3.
The student will perform the analysis of a transcriptome data and he/she will present it during the examination. The oral examination consists of an interview between the candidate and the teacher/s. During the oral examination the candidate may also be asked to solve the problems of the "researcher" or to try to approach an experimental problem with the proper scientific plan. The average duration of the interview is 30 minutes, the number of questions is generally 3.
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