SYSTEMS BIOCHEMISTRY

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2017/2018
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2017/2018
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Inglese
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

Affrontare e chiarire il contributo che le tecniche post-genomiche, in integrazione con metodologie bio-informatiche e simulazione di modelli matematici sono in grado di dare alla comprensione dei principi di funzionamento dei sistemi biologici, allo sviluppo di approcci terapeutici innovativi e allo sviluppo di biotrasformazioni biotecnologiche innovative.

Contenuti

Il Corso si propone di illustrare alcuni aspetti relativi allo studio, analisi, modellazione e ricostruzione in silico di sistemi biologici complessi. Verrà posto l’accento sulla raccolta e integrazione dei dati derivanti da analisi di espressione genica, proteica e metabolica, con particolare attenzione ai dati raccolti a livello post-genomico. La funzionalità delle (macro)molecole biologiche verrà analizzata nel contesto della interazione tra molecole. Saranno esaminati alcuni circuiti regolativi cellulari al fine di evidenziare alcune caratteristiche chiave dei circuiti regolativi cellulari, quali la robustezza ed il ruolo che la loro ricostruzione in silico può avere in termini conoscitivi ed applicativi. Alcuni esempi dei sistemi che di anno in anno potranno venire trattati includono, ma non sono a questi limitati, chemiotassi batterica, circuiti genetici, vie metaboliche integrate, vie di trasduzione del segnale, crescita e ciclo cellulare, apoptosi e differenziamento.

Programma esteso

Introduzione alla systems biology, sue radici biologiche e la necessità di integrare approcci computazionali e sperimentali
Il concetto di sistema: le proprietà emergenti
Il concetto di modulo
Approcci top-down e bottom-up alla ricostruzione di un sistema
Metodologie post-genomiche e loro integrazione: trascrittomica; proteomica; metabolomica e flussomica; interattomica
Le reti di interazione proeina proteina come scaffold per l’analisi di dati post-genomici.
Reti biologiche e loro proprietà
Robustezza e fragilità: ruolo nell’evoluzione; robustezza e fragilità come nuovo paradigma per la terapia di malattie muti-fattoriali e per la drug discovery
Modelli matematici di sistemi biologici per non-esperti: come la modellazione matematica può aiutare la comprensione della logica dei viventi; i modelli matematici come strumenti predittivi: esempi selezionati. Il cancro come malattia dei network, la progettazione razionale di processi biotecnologici e la synthetic biology

Bibliografia consigliata

Articoli e review che verranno consigliati durante il corso

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali + dimostrazioni di software specifico per analisi di omiche e/o costruzione di modelli matematici

Contatti/Altre informazioni

Il corso sarà tenuto in lingua inglese.
Anche se non vincolante per la scelta dei corsi seguiti dagli studenti, una più profonda comprensione degli aspetti di modellazione, simulazione e analisi dei sistemi biologici potrà essere ottenuta se gli studenti frequenteranno anche il corso di “Computational Systems Biology” (Prof. D. Besozzi).