Anno di corso: 1

Crediti: 8
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6

Anno di corso: 2

Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 8
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 6
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 4
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 40
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 4
Tipo: Altro

SYSTEMS BIOCHEMISTRY

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2019/2020
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2019/2020
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42
Prerequisiti: 

Prerequisiti.Il corso si basa su concetti e metodologie esposte nei corsi di Biochimica e Biolooigia Molecolare di base. In particolare è richiesta la conoscenza degli elementi di base della biochimica cellulare degli eucarioti (metabolismo, trasduzione del segnale e ciclo cellulare) e della enzimologia. È apprezzata una conoscenza pratica della statistica di base.

Propedeuticità. Nessuna

Moduli

Metodi di valutazione

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

Esame orale: l'esame verificherà l'acquisizione dei concetti di base della biologia dei sistemi e della loro applicazione, con particolare attenzione all'integrazione di strumenti computazionali e sperimentali

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Obiettivi. 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.

Conoscenza e capacità di comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà conoscere:
1. le principali tecniche di analisi post-genomica;
2. i concetti base della simulazione matematica di sistemi biologici complesso;
3. le possibilità offerte dalle tecnologie sperimentali e computazionali sopra-menzionate – e della loro integrazione sistemica – tanto nell’ambito della ricerca di base che nella loro applicazione in ambito diagnostico e terapeutico o nelle biotrasformazioni biotecnologiche innovative.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite a problematiche scientifiche, metodologiche ed applicative diverse rispetto a quelle esplicitamente trattate a lezione

Autonomia di giudizio.
Lo studente dovrà essere in grado di rielaborare i principi e metodologie apprese, in primo luogo per consultare la letteratura così da aggiornare le proprie competenze prima che queste diventino obsolete ed in secondo luogo per identificarne gli ambiti privilegiati di utilizzo.

Abilità comunicative.
Alla fine dell'insegnamento lo studente saprà esprimersi in modo appropriato in italiano (per studenti di madre lingua italiana) ed inglese (per tutti gli studenti) nella descrizione delle tematiche affrontate con proprietà di linguaggio e sicurezza di esposizione.

Capacità di apprendimento
Alla fine dell'insegnamento lo studente saprà analizzare, applicare, integrare e collegare le conoscenze acquisite – e successivamente maturate con la consultazione della letteratura - con quanto appreso in insegnamenti correlati, al fine di risolvere problemi scientifici tanto nella biochimica di base che applicata.

Contenuti

L'insegnamento 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 specialistici e di rassegna e capitoli di libro che verranno consigliati a lezione dal docente

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali, dimostrazioni in classe di software per analisi di dati omici e / o costruzione di modelli matematici, Journal club e analisi interattiva approfondita di lavori scientifici selezionati

Contatti/Altre informazioni

Ricevimento: Su appuntamento previo appuntamento telefonico o via e-mail al docente.