Plant signal transduction

A.A. 2021/2022
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
BIO/04
Lingua
Inglese
Obiettivi formativi
To provide the students an overview of how plants perceive and transduce environmental signals and how they adapt to the different challenges. The course will provide the students the cultural and methodological tools for the critical analysis, and the understanding, of the molecular mechanisms of plant signal transduction.
Risultati apprendimento attesi
At the end of the course, the student will acquire:
Knowledge of the molecular mechanisms by which plants perceive different stimuli through the activity of receptors.
Knowledge of the mechanisms used by the plants to sense the different plant hormones (e.g. Auxin, Abscisic acid, Cytokinins .)
Knowledge of the role played by ROS and RNS in different signal transduction pathways and their mechanism of action.
Knowledge of the molecular mechanisms and strategies adopted by plants to cope with pathogens and symbiotic interactions.
Knowledge of the techniques used for in vivo second messenger analyses and hormones detection in plant cells.
Knowledge of the universal role played by calcium ions (Ca2+) in different signaling pathways and how the plant cells regulate its homeostasis.
Knowledge of the mechanisms developed by the plants to detect intracellular Ca2+ variations (Ca2+ binding proteins, sensor relays and sensor responders).
Understanding the intricate mechanisms of the second messenger's crosstalk in local and systemic signalization.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Le lezioni verranno tenute in maniera sincrona su Piattaforma Microsoft Teams mantenendo gli orari prestabiliti.

Il programma e il materiale di riferimento non subiranno modifiche.

Le lezioni verranno registrate e messe a disposizione degli studenti.

L'esame si svolgerà in forma orale utilizzando la piattaforma Microsoft Teams, o laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, sempre in forma orale.
Programma
L'insegnamento si focalizza sullo studio dei meccanismi di trasduzione del segnale nelle piante. Nell'insegnamento verranno analizzati differenti vie di trasduzione del segnale attivate in risposta a stress sia abiotici che biotici e a interazioni simbiotiche. Il corso si concentrerà anche nel presentare diversi approcci sperimentali utilizzati per studiare i meccanismi di trasduzione del segnale. Particolare attenzione sarà riservata all'uso di tecniche di imaging in vivo all'avanguardia per lo studio degli eventi di segnalazione.

La prima parte dell'insegnamento sarà specifica per gli studenti di Plant Science e comprenderà i seguenti argomenti:

Trasduzione del segnale nelle piante: dalla ricezione alla risposta;
Percezione e segnalazione degli ormoni vegetali;
Specie reattive dell'ossigeno nei meccanismi di segnalazione delle piante;
Ossido nitrico nei meccanismi di segnalazione delle piante;
Tecniche per analisi in vivo dei secondi messaggeri e rilevazione degli ormoni;
Studio delle vie di trasduzione del segnale nelle interazioni pianta-patogeno;
Studio dei meccanismi di segnalazione dell'ABA.

La seconda parte dell'insegnamento sarà mutuato dal corso di "Signal Transduction" della magistrale in MBC e comprenderà i seguenti argomenti:

Ione calcio (Ca2+) come secondo messaggero;
Come la concentrazione di Ca2+ è regolata in modo ottimale all'interno della cellula;
Esempi di ruoli dei trasportatori e canali Ca2+ nei processi di sviluppo e in risposta a stimoli ambientali nelle cellule vegetali;
Ruolo di Ca2+ nella risposta a stimoli ambientali, sia abiotici che biotici;
Meccanismi di decodifica del Ca2+ e loro ruolo nei processi di risposta ambientale e di sviluppo;
Chinasi e proteine ​​leganti Ca2+: "Sensor relay" e "sensor responders";
Crossalk tra secondi messageri; Ca2+ e specie reattive dell'ossigeno e dell'azoto (ROS e NOS) nei meccanismi di segnalazione locale e sistemica.

I diversi argomenti saranno presentati attraverso un'analisi dettagliata pubblicazioni scientifiche fondamentali nel campo della trasduzione del segnale delle piante.
Prerequisiti
Si raccomanda vivamente una buona conoscenza di chimica organica, biochimica, fisiologia, biologia molecolare e cellulare delle piante.
Metodi didattici
Le lezioni avranno un formato classico, impartite dai docenti usando diapositive powerpoint.

Durante le lezioni, gli studenti saranno incoraggiati a partecipare attivamente con domande e commenti relativi gli argomenti considerati.

Sarà inoltre adottato l'uso di strumenti innovativi come video e seminari online.

La frequenza al corso è altamente raccomandata.
Materiale di riferimento
Il libro di testo usato come riferimento è il Taiz, Zeiger, Moller, Murphy. Fisiologia e sviluppo delle piante.

Tutto il materiale PowerPoint utilizzato per le lezioni sarà reso disponibile agli studenti sul sito web Ariel dedicato.

Articoli di ricerca e review selezionate dal docente saranno suggeriti agli studenti ad ogni lezione e saranno resi disponibili attraverso il sito web Ariel e nel folder the team dell'insegnamento su Microsoft Teams..
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consisterà in due parti, una scritta e una orale entrambe in lingua inglese.

La prima parte dell'esame consiste nella stesura di una breve "review" su un argomento relativo allo studio dei meccanismi di trasduzione del segnale nelle piante. L'argomento sarà scelto liberamente dagli studenti e approvato dal docente. La review dovrà introdurre l'area di ricerca in oggetto nonché presentare le recenti scoperte raggiunte in tale campo. Il materiale su cui lo studente dovrà fare riferimento saranno le lezioni del docente e pubblicazioni scientifiche pubblicate su riviste internazionali. La presentazione di figure, diagrammi e illustrazioni sarà valutata positivamente. La review non deve superare le 10 pagine che comprendono testi, figure, legende e referenze.

La seconda parte dell'esame consiste nell'analisi critica di una pubblicazione scientifica presentata sotto forma di una presentazione orale mediante preparazione di un power point. Le pubblicazioni scientifiche saranno selezionate e messe a disposizione dal docente. La presentazione, consistente in una breve introduzione del problema biologico e da un'analisi critica degli esperimenti riportati nel lavoro scientifico, seguita da una discussione con il docente per l'approfondimento dei meccanismi di segnalazione analizzati nell'articolo di ricerca e durante il corso.

Gli studenti saranno inoltre valutati in base alle conoscenze teoriche dei diversi argomenti presentati durante il corso.

Il docente farà domande specifiche durante la presentazione del lavoro scientifico o alla fine di questa.

Le due parti saranno valutate separatamente e ognuna rappresenterà il 50% dell'intero esame. Il voto finale sarà definito come la media dei voti delle due unità.
BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE - CFU: 6
Lectures: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
Giovedì 14:00-16:00
Dipartimento di Bioscienze 3° Piano Torre C
Ricevimento:
martedi' 11.30-12.30 per appuntamento via email
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