Scienze omiche - MODULO II (2019/2020)



Codice insegnamento
4S003719
Crediti
6
Settore disciplinare
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
Metabolomica laboratorio 2 I semestre Flavia Guzzo

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Proteomica laboratorio 1 I semestre Alessandra Maria Bossi

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Proteomica teoria 3 I semestre Alessandra Maria Bossi

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Obiettivi formativi

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MM: Metabolomica laboratorio
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-Progettare un disegno sperimentale; -interpretare gli spettri di massa; -identificare alcuni semplici metaboliti attraverso gli alberi di frammentazione; -processare un esperimento complesso di metabolomica complesso attraverso specifici software; -analizzare un esperimento di metabolomica complesso utilizzando gli strumenti statistici appropriati; -acquisire proprietà di linguaggio nella specifica materia.
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MM: Proteomica laboratorio
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Il laboratorio è un momento formativo pratico. Ha la finalità di avvicinare lo studente alla pratica di laboratorio proteomico, traducendo la teoria in fasi sperimentali. Sono fornite le basi pratiche dell'analisi proteomica, affrontando sperimentalmente le fasi di disegno sperimentale, trattamento del campione, metodi separativi in gel, analisi del risultato in silico. Il laboratorio è improntato a sviluppare abilità sperimentali di proteomica. Il tipo di problematica selezionata per il percorso di laboratorio è inerente la tracciabilità del prodotto alimentare.
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MM: Proteomica teoria
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Il corso si prefigge di fornire le principali basi teoriche per affrontare un'analisi proteomica, attraverso un percorso che inizia fornendo conoscenze circa le caratteristiche chimico-fisiche del campione proteico e circa i relativi metodi di frazionamento, per entrare successivamente nel vivo delle metodiche di proteomica, fornendo conoscenza circa i metodi separativi impiegati in proteomica (in gel, gel free), di analisi in spettrometria di massa dei peptidi e infine di identificazione delle proteine. Il percorso vuole fornire abilità teorico-strategiche di proteomica, distinte in conoscenza del materiale proteico e del campione in analisi, padronanza dei metodi per estrarre proteine dal campione, abilità decisionali nella scelta del metodo separativo; abilità di base di analisi in spettrometria di massa e di lettura degli spettri; abilità di ricerca sulle banche dati in silico per l’identificazione delle proteine, abilità di validazione del risultato; abilità di definizione di una strategia quantitativa di analisi proteomica. Il percorso formativo ha l’obiettivo di fornire tutte quelle conoscenze necessarie a maturare l’abilità di applicare l’indagine proteomica a problematiche di tipo agro-industriali, tra le quali la adulterazione di alimenti, la provenienza e tracciabilità di materie prime.

Programma

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MM: Metabolomica laboratorio
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-Simulazione di disegno sperimentale su un problema reale attraverso l’utilizzo della trascrittomica e metabolomica: agli studenti, organizzati in gruppi, verrà assegnato un problema sperimentale, risorse virtuali (risorse biologiche, “facilities”, laboratori attrezzati ed un budget) e verrà loro chiesto di stendere un piano sperimentale; -estrazione di metaboliti vegetali a media e bassa polarità, pulizia dei campioni attraverso Estrazione in fase solida (SPE), visita all’attrezzatura LC-MS; - metabolomica “untargeted” basata su LC-MS: riconoscimento degli ioni molecolari, alberi di frammentazione e identificazione dei metaboliti attraverso il loro valore di M/Z e la loro frammentazione; -processamento dei cromatogrammi e costruzione della matrice di dati; analisi univariata e multivariata dei dati.
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MM: Proteomica laboratorio
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Le esercitazioni si suddividono in 4 incontri in cui si trattano praticamente i seguenti argomenti: • Definizione di un protocollo di preparazione del campione e messa in atto di tale protocollo. • La separazione del campione proteico con approcio in gel, prima dimensione. • Separazione del campione proteico con approccio in gel, seconda dimensione. • Analisi di proteine/peptidi tramite spettrometria di massa e massa/massa e analisi degli spettri di massa e ricerca in Banche Dati per l’identificazione delle proteine.
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MM: Proteomica teoria
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Lo studio della proteomica implica conoscenze di base del materiale proteico, forniti con i corsi di biochimica di base, e nozioni di base di metodi biochimici, forniti con insegnamenti di biochimica analitica di base. Gli argomenti trattati durante il modulo di proteomica sono: • Il concetto di proteoma. • La preparazione del campione. • Metodiche Gel-Based. • Metodiche Gel-Free. • Il pre-frazionamento per l’analisi di proteine poco abbondanti. • Analisi di proteine/peptidi tramite spettrometria di massa e massa/massa. • Analisi degli spettri di massa e ricerca in Banche Dati per l’identificazione delle proteine. • Cenni di proteomica quantitativa. • Applicazioni in ambito agro-alimentare dell’analisi proteomica.
Le lezioni teoriche (3 CFU) sono affrontate in aula. Ad esse è affiancata una parte di esercitazioni di laboratorio (1CFU), svolte in piccoli gruppi (3-4 persone), per tradurre in pratica i concetti teorici, affrontando il problema dell’analisi proteomica di un campione di origine agroalimentare. Le esercitazioni si suddividono in 4 incontri in cui si trattano praticamente i seguenti argomenti: • Definizione di un protocollo di trattamento del campione; trattamento del campione. • Separazione del campione proteico con approcio in gel, prima dimensione. • Separazione del campione proteico con approccio in gel, seconda dimensione. • Analisi del risultato. Identificazione delle proteine tramite impiego di banche dati proteiche.

Modalità d'esame

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MM: Metabolomica laboratorio
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Dopo presentazione del lavoro di ciascun gruppo davanti a tutti gli studenti del corso e sua discussione critica, ciascuno studente riceverà un voto (da 0 a2) che contribuirà, addizionato al voto del colloquio orale, al voto finale parziale dei moduli di metabolomica.
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MM: Proteomica laboratorio
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L’esame è volto ad accertare l’acquisizione da parte dello studente delle abilità descritte negli obiettivi (conoscenza del materiale proteico e del campione in analisi, padronanza dei metodi per estrarre proteine dal campione, abilità decisionali nella scelta del metodo separativo; abilità di base di analisi in spettrometria di massa e di lettura degli spettri; abilità di ricerca sulle banche dati in silico per l’identificazione delle proteine, abilità di validazione del risultato; abilità di definizione di una strategia quantitativa di analisi proteomica). La prova di esame è scritta, con domande aperte, dura 2 ore. La prova scritta si integra, a richiesta, con una prova orale. La prova di esame sarà valutata sulla base della capacità dello studente di rispondere alle domande correlando concetti e metodi in modo appropriato e, laddove proposte, dettagliando il significato di equazioni, o riportando grafici pertinenti.
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MM: Proteomica teoria
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L’esame è volto ad accertare l’acquisizione da parte dello studente delle abilità descritte negli obiettivi (conoscenza del materiale proteico e del campione in analisi, padronanza dei metodi per estrarre proteine dal campione, abilità decisionali nella scelta del metodo separativo; abilità di base di analisi in spettrometria di massa e di lettura degli spettri; abilità di ricerca sulle banche dati in silico per l’identificazione delle proteine, abilità di validazione del risultato; abilità di definizione di una strategia quantitativa di analisi proteomica). La prova di esame è scritta, con domande aperte e dura 2 ore. La prova scritta si integra, a richiesta, con una prova orale. La prova di esame sarà valutata sulla base della capacità dello studente di rispondere alle domande correlando concetti e metodi in modo appropriato e, laddove proposte, dettagliando il significato di equazioni, o riportando grafici pertinenti.