L’insegnamento di BIOCHIMICA CELLULARE (MODULO A) E TECNICHE BIOMOLECOLARI (MODULO B) intende fornire agli studenti (i) conoscenze teoriche nell’ambito della biochimica cellulare, approfondendo i meccanismi che regolano il ciclo cellulare negli eucarioti, (ii) conoscenze teorico-pratiche in ingegneria proteica e conoscenze teorico-pratiche nell’ambito delle principali tecniche di biochimica e biologia molecolare applicate allo studio di geni e genomi, proteine e proteomi. Verranno affrontati approcci sperimentali, avvalendosi anche del supporto della bioinformatica, per affrontare temi complessi della biochimica e della biologia molecolare.
Nel dettaglio, per il MODULO A gli obiettivi riguardano:
1) approfondimento dei meccanismi biochimici e molecolari del controllo del ciclo cellulare negli eucarioti con particolare riguardo agli approcci sperimentali utilizzati per la sua delucidazione;
2) trasferire agli studenti elementi di ingegneria proteica che consentano la progettazione in silico di proteine ricombinanti attraverso tools bioinformatici, e in seguito, la loro espressione e purificazione utilizzando sia organismi procariotici che eucariotici. Questa ultima parte del corso prevede esercitazioni in laboratorio riguardanti il clonaggio di un gene eucariotico e la sua espressione in batteri.
Per il MODULO B gli obiettivi riguardano:
Trasferire agli studenti competenze specifiche per la manipolazione di acidi nucleici e proteine e la relativa analisi (tecniche di mutagenesi e genome editing, proteomica differenziale), per l'analisi dei livelli di espressione genica (qPCR, microarrays, trascrittomica differenziale) e della regolazione dell’espressione dei geni (studio delle modifiche epigenetiche e delle interazioni proteina-DNA), per lo studio dei pathways metabolici mediante l’analisi delle interazioni proteina-proteina. Saranno inoltre illustrati gli avanzamenti nel campo del sequenziamento di interi genomi e l’applicazione delle tecniche biomolecolari in ambito medico-diagnostico. Verranno utilizzati tools bioinformatici per predizioni in silico di interazione fra biomolecole, o come complementari per l’utilizzo delle tecniche trattate (per preparazioni di input o analisi di output). Sono infine previste esercitazioni di laboratorio riguardanti tecniche per lo studio di acidi nucleici e proteine.

b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso gli studenti dovranno:
MODULO A: Avere conoscenza approfondita delle basi biochimiche e molecolari del controllo del ciclo cellulare negli eucarioti. Inoltre avranno appreso le tecniche in silico e sperimentali principali per la progettazione ed espressione di proteine ricombinanti in sistemi eterologhi. In generale avranno sviluppato la capacità di comprendere gli approcci sperimentali fondamentali per il conseguimento delle conoscenze.
MODULO B: Avere conoscenza approfondita dei principi alla base delle tecniche biomolecolari impiegate nel campo della ricerca di base e nelle indagini medico-diagnostiche; conosceranno approfonditamente le tecniche molecolari e avanzate e i relativi tools bioinformatici di supporto ad esse; conosceranno l’importanza della validazione statistica dei risultati di un esperimento e dei controlli che rendono un esperimento scientificamente affidabile.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine del corso gli studenti:
MODULO A: Saranno stimolati ad utilizzare le conoscenze acquisite per la loro applicazione a problemi specifici, come la progettazione di nuove proteine con attività potenziata e/o più selettiva da utilizzare in vari campi di interesse (biomedico, agroalimentare etc.); saranno in grado di mettere in pratica le conoscenze acquisite per eseguire gli esperimenti pianificati durante le esercitazioni pratiche.
MODULO B: Saranno in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per valutare ed interpretare i risultati di un esperimento, individuarne le criticità e ottimizzarlo valutando il possibile impatto delle variazioni dei parametri in gioco; saranno in grado di orientarsi fra le principali metodologie qualitative e quantitative, per selezionare quella più idonea allo studio del problema biologico in esame; sapranno svolgere a livello pratico gli esperimenti affrontati durante le esercitazioni.
3) Autonomia di giudizio
MODULO A e MODULO B: Gli studenti dovranno essere in grado di interpretare e discutere i lavori scientifici presentati durante il corso ed essere in grado di progettare ed esprimere nuove proteine con caratteristiche differenti. Gli studenti dovranno acquisire la capacità di comprendere e discutere criticamente i risultati sperimentali ottenuti in laboratorio ed utilizzarli come base di partenza per la pianificazione degli esperimenti successivi.
4) Abilità comunicative
MODULO A: Durante le lezioni gli studenti saranno stimolati alla discussione e al confronto delle opinioni per sviluppare anche le loro abilità comunicative che saranno verificate in occasione delle prove di verifica in itinere e degli esami al termine delle attività formative.
MODULO B: Gli studenti dovranno avere la capacità di trasmettere le conoscenze acquisite in modo chiaro e comprensibile, anche a persone non competenti, e dovranno dimostrare l’abilità di presentare l’informazione anche con schemi e formule.
5) Capacità di apprendere
MODULO A e MODULO B: Gli studenti dovranno essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti il corso. Tale abilità verrà sviluppata mediante il coinvolgimento attivo degli studenti attraverso discussioni orali in aula ed esperienze pratiche durante le ore dedicate alle esercitazioni pratiche.