Scienze omiche (2016/2017)

Codice insegnamento
4S003719
Crediti
12
Coordinatore
Alessandra Maria Bossi
L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
MODULO II 6 CHIM/01-CHIMICA ANALITICA Vedi pagina del modulo Vedi pagina del modulo
MODULO I 6 AGR/07-GENETICA AGRARIA Vedi pagina del modulo Vedi pagina del modulo

Obiettivi formativi

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MM: MODULO II
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Fornire allo studente i concetti teorici e principi pratici di base per lo studio del proteoma.
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MM: MODULO I
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------------------------ MM: Metabolomica teoria ------------------------ L’obiettivo principale del corso del corso è quello di introdurre l’analisi metabolomica, come mezzo per studiare la complessità biologica di cellule/tessuti/organi/organismi, dal punto di vista delle piccole molecole, quali intermedi e prodotti finali del metabolismo. L’approccio metabolomico verrà descritto come catena sequenziale di stadi consecutivi ed interconnessi, dal disegno sperimentale fino all’analisi e al “modeling” dei dati. ------------------------ MM: Trascrittomica laboratorio ------------------------ La parte pratica del Corso ha come obiettivo quello di fornire conoscenze pratiche per una corretta pianificazione, realizzazione ed interpretazione di analisi trascrittomiche. Gli studenti avranno l'opportunità di effettuare la pianificazione sperimentale dell'analisi trascrittomica, affrontare la preparazione di campioni per l'analisi RNASeq ed effettueranno l'analisi bioinformatica ed interpretazione dei dati trascrittomici ottenuti. ------------------------ MM: Trascrittomica teoria ------------------------ La parte teorica del corso ha come obiettivo quello di spiegare che cosa è e a cosa può servire una analsisi trascrittomica e di fornire le conoscenze relative alle diverse tecniche ed approcci che si possono applicare per l'analisi trascrittomica.

Programma

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MM: MODULO II
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------------------------ MM: Metabolomica laboratorio ------------------------ -il disegno sperimentale; -l’estrazione dei metaboliti e la preparazione dei campioni per la metabolomica basata su LC-MS; -formati e conversione dei dati in metabolomica; -l’analisi dei cromatogrammi e l’annotazione dei metaboliti; -il pre-processamento dei dati e l’effetto di varie tecniche di normalizzazione; -il processamento dei dati (tramite MZmine); estrazione delle “M/z” features; la deconvoluzione dei cromatogrammi e l’allineamento dei dati; produzione della “Feature Quantification Matrix”; -analisi dei dati attraverso tecniche multivariate (PCA, PLS-DA, OPLS-DA) ed univariate. ------------------------ MM: Proteomica laboratorio ------------------------ 1. Introduzione. 2. La preparazione del campione. 3. Metodiche Gel-Based. 4. Metodiche Gel-Free. 5. Il pre-frazionamento per l’analisi di proteine poco abbondanti. 6. Analisi di proteine/peptidi tramite spettrometria di massa e massa/massa. 7. Analisi degli spettri di massa e ricerca in Banche Dati per l’identificazione delle proteine. 8. Proteomica quantitativa. 9. Applicazioni in ambito agro-alimentare dell’analisi proteomica. ------------------------ MM: Proteomica teoria ------------------------ 1. Introduzione. 2. La preparazione del campione. 3. Metodiche Gel-Based. 4. Metodiche Gel-Free. 5. Il pre-frazionamento per l’analisi di proteine poco abbondanti. 6. Analisi di proteine/peptidi tramite spettrometria di massa e massa/massa. 7. Analisi degli spettri di massa e ricerca in Banche Dati per l’identificazione delle proteine. 8. Proteomica quantitativa. 9. Applicazioni in ambito agro-alimentare dell’analisi proteomica.
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MM: MODULO I
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------------------------ MM: Metabolomica teoria ------------------------ ------------------------ MM: Trascrittomica laboratorio ------------------------ Pianificazione di disegni sperimentali per analisi trascrittomiche Campionamento ed estrazione dell’RNA da campioni sottoposti a stress e campioni non trattati. Valutazione della qualità dell’RNA estratto tramite Bioanalyser microchip (Agilent) Preparazione di una libreria per analisi RNASeq con il protocollo TruSeq Illumina. Il protocollo include i seguenti passaggi: purificazione dell’mRNA, frammentazione, sintesi di cDNA con random primers, sintesi del secondo filamento, purificazione del cDNA, riparazione delle porzioni terminali del cDNA, purificazione del cDNA, adenilazione all’estremità 3’ terminale del cDNA per la ligazione degli adattatori per ottenere le librerie da sequenziare, ligazione degli adattatori contenenti gli index specifici per le diverse librerie da sequenziare, purificazione del cDNA ligato agli adattatori, arricchimento mediante PCR, purificazione delle librerie. Valutazione della qualità della libreria prodotta pre-sequenziamento Analisi bioinformatica delle reads prodotte mediante sequenziamento delle librerie ed identificazione di geni differenzialmente espressi in seguito al trattamento (FASTQC, Trimming delle sequence, allineamento delle sequenze ed identificazione statistica di geni differenzialmente espressi, esercizi con dataset ridotti) Confronto con dataset ottenuti da analisi microarray Esempi di analisi per l’interpretazione di dati trascrittomici (data mining) su geni differenzialmente espressi (diagrammi di Venn, gene ontology, analisi di arricchimento, clustering) ------------------------ MM: Trascrittomica teoria ------------------------ Il trascrittoma: composizione e controllo. Obiettivi dello studio del trascrittoma Estrazione dell’RNA, valutazione della qualità dell’RNA e retrotrascrizione: considerazioni specifiche per l’analisi trascrittomica; richiami a metodiche per l’analisi di espressione di singoli geni Analisi trascrittomiche: significato, introduzione alle tecniche e disegno sperimentale Metodi per l’analisi trascrittomica basati su PCR e visualizzazione di profili (Differential display, cDNA AFLP) Metodi per l’analisi trascrittomica basati sull’ibridazione (macroarray, microarray, produzione di microarray, piattaforme per la produzione di oligo microarray, design di microarray, controlli per l’analsi microarray, protocolli per la preparazione e marcatura delle probe, protocolli di ibridazione, acquisizione di immagini macroarray, procedura per l’analisi dei dati microarray, data mining) Metodi per l’analisi trascrittomica basati sul sequenziamento (librerie EST, SAGE, MPSS, RNA Seq, procedura per la preparazione di librerie per RNASeq, valutazione della qualità di librerie RNASeq, sequenziamento di librerie RNASeq, procedure per l’analisi di dati RNASeq, data mining, esempi di applicazioni specifiche di analisi RNASeq)

Modalità d'esame

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MM: MODULO II
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------------------------ MM: Metabolomica laboratorio ------------------------ Esame orale. ------------------------ MM: Proteomica laboratorio ------------------------ Scritto 2 ore. ------------------------ MM: Proteomica teoria ------------------------ Scritto 2 ore
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MM: MODULO I
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------------------------ MM: Metabolomica teoria ------------------------ ------------------------ MM: Trascrittomica laboratorio ------------------------ Esame orale ------------------------ MM: Trascrittomica teoria ------------------------ Esame orale