GENETICA DELLO SVILUPPO E DEL DIFFERENZIAMENTO

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2015/2016
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2015/2016
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42
Prerequisiti: 

Non è richiesto alcun prerequisito per la frequenza al corso

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

ORALE

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso presenterà, attraverso l’illustrazione e l’analisi di lavori scientifici, le problematiche genetiche che riguardano
-il controllo della trascrizione in cellule eucariotiche
-lo sviluppo embrionale dei vertebrati (sistema emopoietico; muscolo; sistema nervoso; cellule pluripotenti dell’embrione precoce etc.)
-la modificazione mirata del genoma, e il suo utilizzo nei modelli murini di malattia genetica..

Contenuti

MUTAZIONI MIRATE NEL GENOMA DI TOPO PER LO STUDIO FUNZIONALE DEI GENI
SISTEMA EMOPOIETICO
SISTEMA MUSCOLARE
SISTEMA NERVOSO
CELLULE PLURIPOTENTI
MECCANISMI GENETICI DEL CONTROLLO TRASCRIZIONALE IN CELLULE EUCARIOTICHE

Programma esteso

Problematiche genetiche nello sviluppo embrionale dei vertebrati e nel differenziamento tessuto-specifico.
1) MUTAZIONI MIRATE NEL GENOMA DI TOPO PER LO STUDIO FUNZIONALE DEI GENI. Transgenesi; Gene targeting in cellule ES, mutanti condizionali; differenziazione in vitro di cellule staminali embrionali mutanti.

2A) SISTEMA EMOPOIETICO e sua embriogenesi. Mutanti in geni per fattori trascrizionali/proteine regolatrici e studio del loro ruolo in: programmi differenziativi tessuto-specifici (es. eritroide); scelta del destino cellulare e suoi meccanismi (es. granulocita vs. macrofago; destino B-linfoide tramite restrizione di scelte alternative); origine e mantenimento di cellule staminali ematopoietiche.

2B) SISTEMA MUSCOLARE e miogenesi. un “master gene” puo’ attivare l’intero programma differenziativo muscolare: myoD e i geni miogenici. Topi mutanti in fattori trascrizionali miogenici; azione nel differenziamento muscolare (determinazione, migrazione, miogenesi), gerarchie di geni regolatori; la ridondanza. Genetica delle cellule staminali muscolari e cellule satelliti.

2C) SISTEMA NERVOSO e sua embriogenesi: cellule staminali neurali, proliferazione e differenziamento neuronale/gliale, regionalizzazione del tubo neurale. Meccanismi genetici nel differenziamento regione-specifico dei neuroni del midollo spinale: gradienti di molecole segnale e attivazione di combinazioni di fattori trascrizionali. Meccanismi genetici nella specificazione delle aree della corteccia. Specificazione genetica dell’identità posizionale: mutanti omeotici (in drosophila e topo). Controllo genetico dello sviluppo orientato degli assoni e della connettività neuronale.

2D) CELLULE PLURIPOTENTI dell’embrione precoce. Identificazione di geni per fattori trascrizionali che controllano la pluripotenza; meccanismi molecolari d’azione. Riprogrammazione genetica di cellule differenziate a cellule pluripotenti.

3) MECCANISMI GENETICI DEL CONTROLLO TRASCRIZIONALE IN CELLULE EUCARIOTICHE.
Espressione genica differenziale nello sviluppo embrionale e nel differenziamento cellulare: metodi di studio. Livelli di regolazione dell’espressione genica. Identificazione e studio di sequenze regolatrici della trascrizione: metodi ed esempi (interazione proteine regolatrici/DNA in vitro e nella cromatina, saggi funzionali in animali transgenici).
Combinazioni di siti di legame per fattori trascrizionali nella programmazione dell’espressione genica nello sviluppo e differenziamento: esempi dalla regolazione di geni dello sviluppo dell’occhio in specie diverse. Modificazioni covalenti regolative degli istoni e interazioni con fattori trascrizionali. Isolatori. I diversi livelli di organizzazione della regolazione genica in azione: l’esempio dei geni globinici. Talassemie da delezione e sequenze regolatrici ad azione “long range”; sequenze regolative “locus control region” e loro meccanismi d’azione. Organizzazione e compartimentalizzazione nucleare della regolazione genica: “active chromatine hubs”, “transcription factories”. Trascritti intergenici. Gli enhancers agiscono anche in trans? Regolazione dei geni per i recettori olfattivi. Modificazioni allosteriche nella funzione di fattori trascrizionali: esempi dalla regolazione genica dello sviluppo dell’ipofisi.

Bibliografia consigliata

ARTICOLI SCIENTIFICI ILLUSTRATI DURANTE IL CORSO

Metodi didattici

lezioni frontali