CdSBIOTECHNOLOGIES AND APPLIED ARTIFICIAL INTELLIGENCE FOR HEALTH
Codice548EE
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaInglese
Il corso fornisce conoscenze avanzate di microscopia, utili per affrontare lo studio della fisiologia delle cellule procariotiche ed eucariotiche e delle loro interazioni, in ambito biomedico, Biotecnologico, industriale ed agrario.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze in merito a:
- principi fondamentali e principali applicazioni delle tecniche di microscopia ottica (campo chiaro, scuro e a fluorescenza), confocale, a super-risoluzione, ed elettronica
- principi di funzionamento dei principali strumenti (biosensori) per il monitoraggio di variazioni chimico-fisiche in cellula
- processi di segnalazione intra- ed intercellulare, e strategie sperimentali per verificarli e monitorarli
The course provides the student with advanced knowledge of microscopy, to understand physiology of euchariotic and prochariotic cells and their interaction, in biomedical, biotechonlogic, industrial, and agricultural context.
At the end of the course, the student will master knowledge regarding:
- fundamental principles and main fields of application of optical (bright field, dark field, and fluorescence), confocal, super-resolution, and electron microscopy.
- Working principles of the main tools (biosensors) to monitor variations of physico-chemical properties in cell
- Signaling processes (both intra- and intercellular), and experimental strategies to experimentally verify and monitor these processes
Le conoscenza saranno verificate in fase di esame finale, valutando la capacità dello studente di discutere con linguaggio scientifico appropriato i principali contenuti del corso e di collegare i concetti teorici acquisiti con i loro risvolti sperimentali.
Knowledge will be verified during the final assessment evaluating capability of the student to discuss, with appropriate terms, main concepts illustrated in the course, along with the experimental applications of these concepts.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
- individuare le tecniche di microscopia più appropriate per verificare ipotesi meccanicistiche in campioni biologici
- comprendere i risultati sperimentali ottenuti o reperiti in letteratura, razionalizzandoli sulla base delle conoscenze acquisite
- Interpretare e valutare i principali processi di trasduzione del segnale, mettendoli in relazione con l'intorno biochimico e cellulare
At the end of the course, the student will be able to:
- identify the most appropriate microscopy techniques to verify mechanistic hypotheses in biologic samples
- Understand experimental results obtained or studied in the literature, rrationalizing them based on the acquired knowledge
- Evaluate and interpret the main processes of signal transduction, and relate them with the biochemical and cell environment
Le capacità dello studente saranno valutate in sede di esame finale, esaminando se sia in grado di formulare ipotesi ragionevoli sui processi che avvengono, e sulle tecniche più opportune per monitorarli, in casi illustrati nel corso o in casi tratti dalla letteratura
Skills acquired by the student will be evaluated during the final assessment, by examining whether he/she can formulate realistic hypotheses on the processes that are examined and on the most appropriate techniques to monitor them. Assessment could be related to cases discussed in the course of to examples derived from the literature
Lo studente acquisirà sensibilità verso i processi di segnalazione intracellulare e verso le tecniche di imaging più appropiate per monitorarli
Lo studente potrà acquisire la capacità di individuare, anche in contesti non noti, le più appropriate tecniche di imaging ed i metodi di analisi più indicati, in funzione sia del contesto biologico che del particolare tipo di segnalazione in esame
The student will acquire sensitivity with respect to the processes of intracellular signaling and to the most appropriate techniques to monitor these processes.
The student might acquire the capability to select, even in scientific context not previously examined, the most appropriate imaging techniqued and the most accurate analysis strategies depending on biologic context and on the particular signaling process which is examined
Durante l'esame sarà valutata la capacità dello studente di porsi con atteggiamento critico davanti alla scelta tra più tecniche di imaging in contesti noti e non noti
The assessment will involve an evaluation of the capability of the student to critically analyse and select between the imaging techniques in known and novel contexts.
Il corso presuppone il possesso di solide basi di microbiologia e biologia cellulare, nonché dei principali temi trattati nei corsi di fisica, biochimica di base e biochimica avanzata. In particolare è indispensabile avere una buona conoscenza di:
- principali percorsi metabolici in cellula procariotica ed eucariotica
- struttura di proteine e proprietà chimiche degli amminoacidi
- concetti di base di idrofilia, idrofobicità, equilibri acido-base e redox
Sarà inoltre molto utile una conoscenza di base dei concetti di termodinamica e cinetica
The course requires a solid background in microbiology and molecular biology, and of fundamental aspects usually acquired in base courses of physics, biochemistry, and advanced biochemistry. In particular, it is mandatory to demonstrate a good knowledge of:
- main metabolic pathways in euchariotic and prochariotic cells
- Protein structure and physico-chemical properties of amino acids
- Base concepts of hydrophobic and hydrophylic behaviors, acid-base equilibria, and redox processes
A base knowledge of thermodynamics and kinetics will also be extremely useful to take full advantage of the course
Students are invited to verify the existence of any prerequisites by consulting the Regulations of the Study Program relating to their year of enrolment. An exam taken in violation of the propaedeutic rules is void (University teaching regulations, art. 24, paragraph 3)
Il corso viene tenuto con lezioni frontali, utilizzando slides come ausilio didattico. Il corso sarà interamente tenuto in lingua inglese, ed il materiale didattico sarà fornito nella stessa lingua. Le slides saranno messe a disposizione nei giorni immediatamente precedenti o successivi la lezione.
La lezione interattiva, con interruzioni e domande da parte degli studenti per approfondimenti, collegamenti, o richieste di chiarimenti, è fortemente incoraggiata.
Il materiale didattico sarà caricato sulla piattaforma di elearning (Moodle) che sarà anche il punto di riferimento per comunicazioni docenti-studenti.
Gli studenti sono invitati a fare uso dello strumento del ricevimento con i docenti.
The course is based on frontal lessons, with the help of slides. The course will be given exclusively in English, and didactic material (in English) will be provided. Slides will be made available shortly before or after the lessons.
Interactive lesson is strongly encouraged. This includes the interruption of the lesson with questions from the audience to ask for clarification or further details.
Didactic material will be uploaded on the e-learning platform (Moodle). this platform will also be the main contact point for teachers-students general communication.
Student are encouraged to take advantage of one to one or general meeting with the teachers.
Il programma del corso coprirà i seguenti argomenti:
- Principi di fluorescenza e di ottica
- microscopia in campo chiaro
- microscopia a fluorescenza e confocale
- microscopia a super-risoluzione e FLIM
- microscopia elettronica
- processi di segnalazione in cellula: trasduzione del segnale, trasporto e sua regolazione
- metodi ottici nel monitoraggio dei processi di segnalazione in cellula
- altre tecniche di imaging (microscopia a due fotoni, imaging in vivo, imaging di spettrometria di massa)
The program of the course will involve:
- Principles of optics and fluorescence
- Bright field microscopy
- Dark field microscopy
- Super-resolution and FLIM (time resolved) microscopy
- Electron microscopy
- Signaling processes in cells: signal transduction, transport, and their regulation
- Optical methods applied to monitoring of signaling processes in cells
- Other imaging techniques (two-photon microscopy, in vivo imaging, mass spectrometry imaging)
Lakowicz "Principles of Fluorescence Spectroscopy"
Materiale didattico fornito dai docenti
Lakowicz "Principles of Fluorescence Spectroscopy"
Didactic material provided by the teachers
Le modalità di esame per non frequentanti sono identiche a quelle per frequentanti.
Exam modalities for non attending students are identical to those for attending.
Esame orale, con entrambi i docenti. L'esame consisterà in 3-4 domande sugli argomenti del corso, per una durata complessiva di circa 40-60 minuti.
La valutazione dell'esame sarà effettuata come segue:
sufficiente: lo studente ricorda qualitativamente i principi e le applicazioni descritti, riportandone i tratti generali
buono: lo studente ha compreso i principi fondamentali spiegati nel corso e li sa correttamente applicare e contestualizzare nelle tecniche e nella descrizione dei fenomeni trattati.
ottimo/eccellente: lo studente è in grado di collegare i tratti fondamentali di diverse tecniche e di confrontarle per evidenziare similitudini e differenze, compresa l'applicabilità a casi sperimentali, descritti nel corso o non noti.
Oral exam with both teachers. The exam will involve 3-4 questions on the topics discussed in the course, with an overall duraiton of 40-60 minutes.
Evaluation will be performed as follows:
sufficient: the student can remember principles and applications described in the course with a qualitative approach, and is able to describe some general aspects.
good: the studen understands fundamental principles discussed in the course, and is able to apply them. He/she is also able to contestualize zthese principles in the techniques and in the examples discussed in the course
Optimal/excellent: the student can draw connections between the fundamental traits of different techniques, and can compare them to highlight similarities and differences between them. Thi includes the capability to discuss applicability of these techniques to experimental cases, both known or novel.
Presidente: Mariagrazia Di Luca
Membro: Giovanni Signore
Presidente supplente: Giovanni Signore
President: Mariagrazia Di Luca
Member: Giovanni Signore
President substitute: Giovanni Signore