CourseMOLECULAR BIOTECHNOLOGY
Code114FF
Credits3
PeriodSemester 1
LanguageItalian
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| MICROBIOLOGIA DEGLI ALIMENTI | MED/07 | LEZIONI | 24 |
|
Verranno studiati differenti metodi chimici e fisici per la conservazione degli alimenti e la prevenzione della loro contaminazione con microrganismi. Successivamente verranno studiati i principali microrganismi responsabili di malattie di origine alimentari e meccanismi molecolari della loro patogenicità. Verranno inoltre analizzati metodi convenzionali e innovativi (metodi molecolari, biosensori, nanotecnologie) per la tipizzazione, l'identificazione e/o la rilevazione di microrganismi in matrici alimentari. Successivamente saranno descritti i microganismi probiotici, le loro proprietà biologiche e e loro potenziali applicazioni. Infine parte del corso sarà dedicata allo studio degli alimenti fermentati e delle colture microbiche utilizzate per la loro preparazione. Verranno analizzate le attuali tecniche per l'allestimento, la propagazione de la conservazione delle colture starter. Infine verranno analizzate le principali tecniche molecolari per la definizione dei consorzi microbici presenti negli alimenti fermentati.
Il corso si prefigge di fornire allo studente una conoscenza di base sulle principali biotecnologie applicate alla microbiologia allo scopo di produrre beni e servizi.
Different methods for food preservation will be discussed. Main microorganisms responsible for food-associated diseases will be discussed in detail, as well as the molecular mechanism of their pathogenicity. Furthermore, standard and innovative techniques (molecular methods, biosensors, nanotechnologies) for the typization, identification and/or detection of microorganisms in food samples will be investigated. Part of the course will be focused on description of probiotics, their biological properties and their applicative potential. The final part of the course will be dedicated to the description of fermented foods as well as the study of the main methods for propagation and preservation of starter cultures. Molecular methods for the definition of microbial consortia in fermented food will be described.
The main goal of the course is to provide the student with a basic knowledge of microbial biotechnolgy aimed at producing goods and services
Lo studente verrà valutato per la sua capacità di discutere con linguaggio scientifico appropriato dei principali contenuti del corso.
The student must demonstrate its ability to appropriately discuss the course topics.
Lo sudente al termine del corso sarà in grado di progettare esperimenti che permettano la rilevazione o l'identificazione di microganismi in matrici alimentari o che prevedano manipolazione di microrganismi per la produzione di beni e servizi.
At the end of the course the student will have acquired the ability to plan experiments that allow the identification and/or typization of microoganisms in food samples, as well as to carried out experiments that involve microbial manipulation to produce goods and services.
Lo studente deve saper discutere criticamente i principali argomenti del corso, descrivendo il razionale dei differenti approcci metodologici e sperimentali.
The student should be able to critically discuss the main topics of the course, explaining the rationale of different methodological and experimental approaches.
Risultati attesi: Apprendimento, mediante esempi rappresentativi, delle principali applicazioni delle biotecnologie volte sia alla identificazione/tipizzazione e caratterizzazione di microrganismi responsabili di infezioni alimentari o di probiotici, che alla produzione di colture starter per alimenti fermentati.
Expected results: the student should learn the main applications of biotechnology allowing the identification/typization and characterisation of microorganisms responsible for food-associated diseases or probiotics, as well as the propagation/preservation of starter cultures for production of fermented food.
Verrà valutata la capacita di discutere criticamente i principali argomenti trattati nel corso.
The ability to critically discuss the main topics of the course will be evaluated.
L'appropriata comprensione delle tematiche affrontate necessita della conoscenza della Microbiologia generale, Biochimica, Genetica, e Biologia molecolare
To fully understand the course topics, a basic knowledge of Microbiology, Biochemistry, Genetics and Molecular biology is required
- Il corso prevede lezioni frontali con l'ausilio di slide
- Il materiale didattico viene fornito dal docente e/o può essere interamente scaricato attraverso la piattaforma e-learning
- Interazioni tra studente e docente via mail
- The course includes theoretical lessons with slides
- Didattic material can be provided by the teacher and/or downloaded from the e-learning platform (Moodle)
- Professor-student communications via email
La contaminazione microbica degli alimenti. Fattori che influenzano la crescita batterica negli alimenti. Metodi di decontaminazione degli alimenti.
La flora microbica gastrointestinale. Patologie gastrointestinali a eziologia batterica. Meccanismi principali dell'azione enteropatogena dei batteri. Manifestazioni cliniche delle infezioni gastrointestinali.
Enterobatteri: caratteristiche generali. Escherichia coli. Infezioni da ceppi patogeni di E. coli. Classificazione in sierotipi e “patotipi”. Meccanismi molecolari di patogenicità dei ceppi ETEC, EPEC, EIEC, EHEC/STEC.
Salmonella: caratteristiche generali e tassonomia del genere, principali manifestazioni cliniche delle infezioni da Salmonella (gastroenteriti e febbre tifoide), meccanismi patogenetici di S. typhi. Utilizzo di preparazioni fagiche per la riduzione ed il controllo della contaminazione di alimenti da parte di Salmonella.
Contaminazione alimentare da parte di microrganismi sporigeni. Bacillus cereus: caratteristiche generali, serbatoi e veicoli di trasmissione. Meccanismi genetici e molecolari della sintesi e secrezione di enterotossine e cerulide in B. cereus. Caratteristiche peculiari della spora di B. cereus.
Microrganismi sporgigeni anaerobi: il genere Clostridium. Principali clostridi patogeni e malattie umane ad essi associate. Clostridium botulinum: caratteristiche generali. Botulismo alimentare e botulismo infantile. Meccanismo d'azione delle neurotossine botuliniche. La contaminazione di alimenti REPFED (Refrigerated processed foods of extended durability) da parte di microrganismi sporigeni. Metodi per la valutazione della germinazione di spore: metodi colturali, tecniche di citometria a flusso e cell sorting.
Intossicazioni alimentari e tossinfezioni alimentari da S. aureus. Enterotossine di S. aureus: caratteristiche biochimiche, regolazione della sintesi, proprietà biologiche e meccanismo d'azione. Metodi analitici per la rilevazione di tossine stafilococciche.
Metodi convenzionali e molecolari di tipizzazione di microrganismi responsabili di malattie di origine alimentare.
I biosensori per la rilevazione di microrganismi e/o tossine microbiche
I probiotici. Caratteristiche generali e proprietà biologiche e applicazioni terapeutiche. Modificazione genetica dei probiotici per il potenziale trattamento di disordini metabolici, la prevenzione di malattie infettive ed il killing di cellule tumorali in modelli sperimentali.
Asse micorbiota-intestino-cervello. Pathway neurologico, immunologico, endocrino, metabolico in condizioni fisiologiche ed in condizioni di stress e/o patologie. Utilizzo di probiotici nella modulazione dell'asse microbiota-intestino-cervello in modelli sperimentali ed in trials clinici nell'uomo.
Alimenti fermentati: fasi principali dei processi di fermentazione e corrispondenti modificazioni microbiologiche.
Colture starter: caratteristiche biologiche e metaboliche. Bio-conservazione delle colture starter e degli alimenti fermentati.
Metodi colturali e molecolari (definizione del metagenoma e metatrascrittoma) per l'identificazione e la caratterizzazione dei consorzi microbici presenti in differenti tipi di alimenti fermentati.
Microbial contamination of foods. Methods for preventing microbial contamination of foods.
The gut microbiota. Molecular mechanisms of pathogenicity of entero-pathogenic bacteria and clinical features of food-associated diseases.
Escherichia coli. Molecular machanisms of patogenicity of E. coli ETEC, EPEC, EIEC, EHEC/STEC strains.
Salmonella: general features and pathogenetic mechanims of S. typhi.
Food contamination by Bacillus cereus. Genetic and molecular mechanisms regulating the synthesis and secretion of toxins and cerulide by B. cereus strains.
Food contamination by Clostridium botulinum. The neurotoxins produced by Clostridium botulinum: biological activity molecular mechanisms. The contamination of REPFED (Refrigerated processed foods of extended durability (REPFED) by spoiling microorganisms. Methods for the evaluation of the spore germination in food matrices.
Food contamination by Staphylococcus aureus. Enterotoxines produced by S. aureus: regulation of the expression, biochemical properties, and biological activities.
Immunological and molecular methods for typization of microorganisms associated with food-related diseases.
Biosensors for detection of microorganisms or microbial toxins in foods.
Probiotics: biological properties and applicative potential. Genetic engineering of probiotics as potential tool for treatment of metabolic diseases, prevention of infection and killing of tumoral cells in in vivo experimental models.
The micorbiota-gut-brain axis. Metabolic, immunological, and neuronal pathways modulating the micorbiota-gut-brain axis, in physiological and stress conditions. Probiotics as potential modulators of the micorbiota-gut-brain axis.
Fermented foods: main steps in the food fermentation process and corresponding microbial modifications.
Microbial starter cultures: biological and metabolic properties. Methods for propagation and bio-conservation of starter cultures.
Cultural and molecular methods (definition of metagenome and metatranscriptome) for the identification and characterisation of microbial consortia in different fermented foods.
Articoli scientifici e Presentazioni Power Point delle lezioni, resi disponibili su Moodle
Scientific articles, powerpoint files made available on Moodle e-learning platform.
Stesso programma utilizzato per verificare la preparazione degli styudenti non frequentanti. Il materiale didattico relativo al corso può essere reperito su moodle.
The same program is used to test the knowledge of non attending students. Slides and additional material can be found Moodle e-learning platform.
Esame orale, volto ad attestare le capacità dello studente ad avere assimilato i contentui del corso, esprimendosi con un linguaggio scientifico adeguato.
Oral exam attesting the student ability to have understood the main contents of the course topics.
Commissione di esame
Presidente: Prof.ssa Daria Bottai
Membri: Prof.ssa Arianna Tavanti, Dott.ssa Mariagrazia Di Luca
Presidente supplente: Prof.ssa Arianna Tavanti
Membro supplente: Dott.ssa Noemi Violeta Poma Sajama