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Mauro MANDRIOLI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex-Biologia
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Insegnamento: Genetica microbica
Biotecnologie industriali (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Il corso vuole fornire le conoscenze e le competenze necessarie alla determinazione batteri, alla produzione di batteri utili per rendere piante resistenti a stess biotici e abiotici, alla costruzione di biosensori derivati da batteri e alla bioremediation. Il corso analizzerà anche l'accettazione di tali metodi a livello sociale.
Il corso si baserà su bibliografia scientifica aggiornata per permettere allo studente di acquisire anche competenze legate alla comprensione e analisi critica di un testo in lingua inglese. Lo studente sarà infine incoraggiato a fare ricerche e analisi dati in modo autonomo al fine non solo di stimolarne l'interesse ma anche per implementarne la conoscenza nell'ambito della genetica microbica.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito
dello svolgimento del presente percorso formativo.
Prerequisiti
genetica, microbiologia e biologia molecolare (basi e metodiche)
Programma del corso
Tassonomia e filogenesi microbica (1,5 CFU): concetto di specie, 16S rRNA, DDH, indici ANI e AAI, variabilità intra-specifica, marcatori molecolari per filogenesi, tools per analisi in silico di tassonomia, calcolo indici AAI/ANI e filogenesi). Strumenti per genotipizzazione batterica band-based (RAPD, RFLP, AFLP e REP-PCR).
Genomica batterica (1,5 CFU): sequenziare, annotare e analizzare genomi batterici, genomica comparativa, genoma minimo e genoma sintetico, concetti di base e potenziali applicazioni della biologia sintetica microbica.
Metagenomica 16S (0,5 CFU): consorzi microbici in animali e piante e loro possibile manipolazione, consorzi microbici e trasferimento genico orizzontale.
Biosensori microbici (0,5 CFU): principi di base e strumenti genetici per la loro costruzione, biodegradazione dei composti organici, bioremediation 3.0: ingegnerizzare batteri per il biorimedio ambientale, la produzione di insetticidi di natura microbica, biobanche microbiche.
Esercitazioni dedicate a strumenti per l'annotazione di genomi microbici (2 CFU)
La scansione dei contenuti per CFU è da intendere come puramente indicativa. Essa può infatti subire modifiche nel corso
dell’insegnamento alla luce dei feedback degli studenti e delle studentesse.
Metodi didattici
Il corso consisterà in lezioni frontali (in italiano) in presenza con frequenza non obbligatoria, che vengono svolte con
l’ausilio di supporti didattici. Le esercitazioni di laboratorio riguarderanno analisi bioinformatiche in presenza con frequenza non obbligatoria e saranno svolte tramite esercizi.
In particolare per ciascun argomento affrontato sarà fornito allo studente materiale bibliografico per permettere di acquisire una adeguata conoscenza nei diversi ambiti trattati.
Il docente farà inoltre numerosi riferimenti crociati tra i diversi argomenti trattati in modo da consentire agli studenti di avere una consolidata conoscenza generale relativa alla genetica microbica.
Il ricorso a numerosi esempi pratici sarà utilizzato per consolidare le conoscenze teoriche acquisite nelle lezioni frontali.
L'insegnamento prevede anche la partecipazione degli studenti ad un elevator pitch per favorire l'acquisizione di competenze trasversali.
Testi di riferimento
Madigan MT et al (2012) "Brock - Biologia dei microrganismi", oltre ad integrazioni da letteratura scientifica internazionale fornite dal docente.
Verifica dell'apprendimento
L'esame finale (della durata di 30 minuti circa) sarà orale e prevederà la presentazione di una analisi genetica/genomica sviluppata dallo studente in modo autonomo ricorrendo agli strumenti e ai database illustrati a lezione. L'esame verificherà la capacità del candidato di applicare gli strumenti appresi a lezione.
La valutazione finale consisterà nei seguenti parametri:
1. capacità di esporre gli argomenti oggetto delle domande;
2. capacità di collegare diversi argomenti trattati;
3. analisi del livello di conoscenza degli argomenti trattati e delle loro implicazioni sia teoriche che pratiche.
Le prove saranno svolte in presenza
o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione COVID19.
Gli esami orali si svolgono nell’arco del calendario didattico dell’offerta formativa e per ogni appello lo/a studente/essa che intenda sostenerlo dovrà iscriversi utilizzando la Piattaforma
Esse3.
Risultati attesi
I risultati attesi consistono nella comprensione ed analisi critica delle applicazioni della genetica microbica a diversi ambiti che spaziano dall'agricoltura alla biomedicina sia da un punto di vista teorico che pratico.
Nello specifico lo studente imparerà come sequenziare un genoma microbico ed annotarlo al fine di realizzare progetti di interesse industriale sia per la produzione di molecole di interesse industriale che per la produzione di biosensori microbici.
Il corso permetterà inoltre allo studente di acquisire diverse competenze definite dai descrittori di Dublino III, IV, V.