Biologia dei sistemi - SYSTEM BIOLOGY E RETI BIOLOGICHE IN PATOLOGIA: ESEMPI E APPLICAZIONI (2010/2011)

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti una panoramica di vari aspetti, sia di base che applicati alle discipline bio-mediche, inerenti la Biologia dei Sistemi. Il corso prevede una parte introduttiva di base, nella quale verranno affrontati i concetti generali di complessità', proprietà' emergente, astrazione, modellazione matematica e reti biologiche. Inoltre, saranno illustrati i principi metodologici generali della Biologia dei Sistemi, i data-base e le applicazioni in uso nella ricerca nel campo. Inoltre saranno introdotti alcuni sistemi complessi tipici della biologia, come le reti di trasduzione del segnale e metaboliche. Nella seconda parte del corso, verranno introdotti elementi di sistemi biologici complessi rilevanti in medicina, come il sistema immunitario, le malattie autoimmuni e il cancro, il tutto propedeutico alla contestualizzazione dei suddetti sistemi in patologia e nella Biologia dei sistemi. Verranno illustrati vari esempi di analisi di biologia dei sistemi in ambiti patologici che portano alla realizzazione della medicina Personalizzata.

1) La complessità: definizione, origine e natura della complessità in biologia
2) Le proprietà’ emergenti dei sistemi biologici: i circuiti cellulari e molecolari
3) La scienza basata su tesi e il metodo deduttivo; la scienza basata sui dati sperimentali il metodo induttivo
4) La Systems Biology: definizione e connotazione sperimentale della Systems Biology
5) Perché la Systems Biology? L’approccio riduzionista verso l’approccio olistico
6) Il concetto di modello: predire il futuro in biologia?
7) I modelli statici: l’astrazione della rete e le proprietà topologiche delle reti biologiche
8) I modelli dinamici e la cinetica biologica

9) Metodi in Systems Biology: le tecnologie ad alto rendimento (high throughput)
10) Metodi in Systems Biology: la bioinformatica
11) Metodi in Systems Biology: i data base
12) Metodi in Systems Biology: software per la systems biology

13) Ambiti della Systems Biology: le reti trascrittomiche, proteomiche, metbolomiche, etc.

14) Applicazione della Systems Biology: reti e malattie
15) Applicazione della Systems Biology: il sistema immunitario
16) Applicazione della Systems Biology: meccanismi dell’infiammazione
17) Applicazione della Systems Biology: il cancro, esempi
18) Applicazione della Systems Biology: malattie neurodegenerative, esempi
19) Applicazione della Systems Biology: malattie autoimmuni, esempi
20) Applicazione della Systems Biology: systems farmacology e drug discovery

Esame scritto con domande a risposta multipla