Omics
A.A. 2026/2027
Obiettivi formativi
Scopo del corso di OMICS è che gli studenti sviluppino conoscenze e comprensione in merito alla genomica e agli approcci di proteomica avanzata applicati allo studio quali/quantitativo di proteine e peptidi in cellule e tessuti di diversa origine. In particolare il modulo di Introduzione alla genomica vuole presentare allo studente i principali concetti che attengono l'organizzazione del genoma. Il modulo di Proteomica fornisce le informazioni essenziali sulle principali tecniche per lo studio dell'intero proteoma di una cellula o tessuto, per la sua caratterizzazione sia qualitativa che quantitativa e per l'analisi delle possibili variazioni in risposta ad uno stimolo. Sarà illustrato l'ampio spettro di possibili applicazioni di questo approccio partendo dalla discussione di dati sperimentali pubblicati.
Risultati apprendimento attesi
1. Conoscenza e comprensione: per quanto riguarda il modulo di Introduzione alla Genomica, alla fine del corso lo studente dovrà dimostrare la conoscenza della dimensione del genoma, della sua organizzazione in cromosomi, il significato di linkage e di Linkage Disequilibrium nonchè concetti di genomica di popolazione (statistiche F).
Per quanto concerne il modulo di Proteomica, lo studente dovrà dimostrare la conoscenza dei principi e delle applicazioni delle principali metodologie proteomiche tra cui: elettroforesi bidimensionale, spettrometria di massa, analisi di massa alla prima e alla seconda, spettrometria di massa quantitativa, sequenza ammino-terminale, amminoacido analisi e studio di complessi.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Per quanto riguarda il modulo di Introduzione alla Genomica lo studente dovrà dimostrare di possedere conoscenze e concetti utili al fine dell'utilizzo di bead chip a DNA per la valutazione genomica nei bovini oppure per l'accertamento di paternità. Per quanto riguarda il modulo di Proteomica lo studente dovrà dimostrare di saper fare e/o interpretare uno spettro di massa MALDI ed ESI, una sequenza amminoterminale e un'elettroforesi 2D. Saprà inoltre leggere e discutere articoli scientifici inerenti la proteomica e le applicazioni omiche.
3. Capacità critiche e di giudizio: lo studente dovrà dimostrare di saper argomentare in modo critico le informazioni acquisite. Sono indirizzate in tal senso nel modulo di Introduzione alla Genomica lezioni specifiche su casi studio e lavori di gruppo. Nel modulo di Proteomica sono organizzati journal club di gruppo con presentazioni preparate dagli studenti
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso: lo studente dovrà dimostrare la capacità di esprimersi con terminologia scientificamente appropriata in particolare per quanto riguarda la terminologia riferita alla genomica e alla proteomica. Le esercitazioni e i lavori di gruppo sono intese a stimolare la capacità di esprimersi correttamente e la capacità di discutere scientificamente con dei pari.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita: lo studente dovrà dimostrare di possedere la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite per interpretare dati e per sviluppare nuovi progetti sperimentali, aiutandosi con fonti di sapere disponibili ed una buona organizzazione mentale.
Per quanto concerne il modulo di Proteomica, lo studente dovrà dimostrare la conoscenza dei principi e delle applicazioni delle principali metodologie proteomiche tra cui: elettroforesi bidimensionale, spettrometria di massa, analisi di massa alla prima e alla seconda, spettrometria di massa quantitativa, sequenza ammino-terminale, amminoacido analisi e studio di complessi.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Per quanto riguarda il modulo di Introduzione alla Genomica lo studente dovrà dimostrare di possedere conoscenze e concetti utili al fine dell'utilizzo di bead chip a DNA per la valutazione genomica nei bovini oppure per l'accertamento di paternità. Per quanto riguarda il modulo di Proteomica lo studente dovrà dimostrare di saper fare e/o interpretare uno spettro di massa MALDI ed ESI, una sequenza amminoterminale e un'elettroforesi 2D. Saprà inoltre leggere e discutere articoli scientifici inerenti la proteomica e le applicazioni omiche.
3. Capacità critiche e di giudizio: lo studente dovrà dimostrare di saper argomentare in modo critico le informazioni acquisite. Sono indirizzate in tal senso nel modulo di Introduzione alla Genomica lezioni specifiche su casi studio e lavori di gruppo. Nel modulo di Proteomica sono organizzati journal club di gruppo con presentazioni preparate dagli studenti
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso: lo studente dovrà dimostrare la capacità di esprimersi con terminologia scientificamente appropriata in particolare per quanto riguarda la terminologia riferita alla genomica e alla proteomica. Le esercitazioni e i lavori di gruppo sono intese a stimolare la capacità di esprimersi correttamente e la capacità di discutere scientificamente con dei pari.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita: lo studente dovrà dimostrare di possedere la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite per interpretare dati e per sviluppare nuovi progetti sperimentali, aiutandosi con fonti di sapere disponibili ed una buona organizzazione mentale.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
PROTEOMICA
Identificazione di proteine ed analisi (4 ore)
Elettroforesi analitica e preparativa su gradienti di pH immobilizzati e metodi di colorazione (2 ore)
Mappe proteiche ed analisi di sequenza di proteine separate su gel (2 ore)
Sequenza di proteine e peptidi in soluzione (2 ore)
Amminoacido analisi di proteine e peptidi (2 ore)
Spettrometria di massa in proteomica (10 ore)
Analisi quantitative mediante spettrometria di massa (2 ore)
Studi di modificazioni post-traduzionali mediante spettrometria di massa (2 ore)
Caratterizzazione di complessi proteici (2 ore)
Proteomica comparata (2 ore)
Identificazione di biomarkers ed antigeni, controllo degli alimenti, (2 ore)
Applicazioni di analisi omiche nel campo della sostenibilità ambientale (2 ore)
Elaborazioni statistiche ed analisi bioinformatica di dati OMICI. Utilizzo di big data (2 ore)
ESERCITAZIONI
2D elettroforesi (4 ore)
Spettrometria di massa (2 ore)
Sequenza amminoterminale (2 ore)
Utilizzo di banche dati e analisi bioinformatiche (2 ore)
Journal Club e discussione di articoli scientifici (2 ore)
INTRODUZIONE ALLA GENOMICA
1. Genoma struttura e dimensione, differenze tra genomi, mutazioni, SNP, mutazioni causative, anonime sinonime, locus e allelia, frequenze alleliche. (2h)
2. HWE e test statistico, chi quadro, omozigosi ed eterozigosi, variazione delle frequenze alleliche per effetto della deriva genetica, distribuzione binomiale.(2h)
3. Variazione delle frequenze genotipiche per effetto dell'aumento di consanguineità, riduzione dell'eterozigosi, significato e calcolo della parentela e della consanguineità.(2h)
4. Perdita di eterozigosi, entro e tra popolazioni, distanze genetiche e statistiche F.(2h)
5. Uso di dati genomici per l'accertamento di paternità e per l'attribuzione di un prodotto (autenticità).(2h)
6. Relazione genotipo e fenotipo, effetti semplici e di dominanza, varianze ed ereditabilità dei caratteri, effetto di sostituzione genica.(2h)
7. Linkage tra due loci, disequilibrio da linkage, fase, aplotipo, frequenza di ricombinazione, correlazione tra due loci, il concetto di firme della selezione, regioni genomiche conservate.(2h)
8. Bead-chip, analisi in LD, MD e HD, associazione tra marcatori anonimi e loci di significato economico, stima dell'effetto di sostituzione genica di precise regioni genomiche, analogia col modello infinitesimale.(2h)
9. Indice genomico, popolazione di training, impatto sulle popolazioni animali, riduzione dell'intervallo di generazione, uno sguardo al futuro.(2h)
Identificazione di proteine ed analisi (4 ore)
Elettroforesi analitica e preparativa su gradienti di pH immobilizzati e metodi di colorazione (2 ore)
Mappe proteiche ed analisi di sequenza di proteine separate su gel (2 ore)
Sequenza di proteine e peptidi in soluzione (2 ore)
Amminoacido analisi di proteine e peptidi (2 ore)
Spettrometria di massa in proteomica (10 ore)
Analisi quantitative mediante spettrometria di massa (2 ore)
Studi di modificazioni post-traduzionali mediante spettrometria di massa (2 ore)
Caratterizzazione di complessi proteici (2 ore)
Proteomica comparata (2 ore)
Identificazione di biomarkers ed antigeni, controllo degli alimenti, (2 ore)
Applicazioni di analisi omiche nel campo della sostenibilità ambientale (2 ore)
Elaborazioni statistiche ed analisi bioinformatica di dati OMICI. Utilizzo di big data (2 ore)
ESERCITAZIONI
2D elettroforesi (4 ore)
Spettrometria di massa (2 ore)
Sequenza amminoterminale (2 ore)
Utilizzo di banche dati e analisi bioinformatiche (2 ore)
Journal Club e discussione di articoli scientifici (2 ore)
INTRODUZIONE ALLA GENOMICA
1. Genoma struttura e dimensione, differenze tra genomi, mutazioni, SNP, mutazioni causative, anonime sinonime, locus e allelia, frequenze alleliche. (2h)
2. HWE e test statistico, chi quadro, omozigosi ed eterozigosi, variazione delle frequenze alleliche per effetto della deriva genetica, distribuzione binomiale.(2h)
3. Variazione delle frequenze genotipiche per effetto dell'aumento di consanguineità, riduzione dell'eterozigosi, significato e calcolo della parentela e della consanguineità.(2h)
4. Perdita di eterozigosi, entro e tra popolazioni, distanze genetiche e statistiche F.(2h)
5. Uso di dati genomici per l'accertamento di paternità e per l'attribuzione di un prodotto (autenticità).(2h)
6. Relazione genotipo e fenotipo, effetti semplici e di dominanza, varianze ed ereditabilità dei caratteri, effetto di sostituzione genica.(2h)
7. Linkage tra due loci, disequilibrio da linkage, fase, aplotipo, frequenza di ricombinazione, correlazione tra due loci, il concetto di firme della selezione, regioni genomiche conservate.(2h)
8. Bead-chip, analisi in LD, MD e HD, associazione tra marcatori anonimi e loci di significato economico, stima dell'effetto di sostituzione genica di precise regioni genomiche, analogia col modello infinitesimale.(2h)
9. Indice genomico, popolazione di training, impatto sulle popolazioni animali, riduzione dell'intervallo di generazione, uno sguardo al futuro.(2h)
Prerequisiti
Informazioni di base di Biochimica e Genomica
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio.
Saranno tenuti anche seminari ed esercitazioni in lingua inglese
Saranno tenuti anche seminari ed esercitazioni in lingua inglese
Materiale di riferimento
Appunti, seminari e corsi on line
Materiale didattico fornito e trasmesso dal docente. è anche disponibile una serie di file su ariel
Testi consigliati:
· Introducing Proteomics, from concepts to sample preparation, mass spectrometry and data analysis by J. Lovric (2011), Wiley-Blackwell Publishers
· Introduction to proteomics, Principles and Applications (2010) N. Mishra, John Wiley & Sons, Inc., Publication.
- Proteomica, Alberio, Fasano, Roncada, Edizioni Edises
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Materiale didattico fornito e trasmesso dal docente. è anche disponibile una serie di file su ariel
Testi consigliati:
· Introducing Proteomics, from concepts to sample preparation, mass spectrometry and data analysis by J. Lovric (2011), Wiley-Blackwell Publishers
· Introduction to proteomics, Principles and Applications (2010) N. Mishra, John Wiley & Sons, Inc., Publication.
- Proteomica, Alberio, Fasano, Roncada, Edizioni Edises
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Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Proteomica: Esame scritto a domande aperte su tutti gli argomenti trattati nelle lezioni (2 ore)
Genomica: Scritto a domande aperte e a scelta multipla nella prima sessione su tutti gli argomenti trattati a lezione (1 ora); dalla seconda sessione esame orale
Genomica: Scritto a domande aperte e a scelta multipla nella prima sessione su tutti gli argomenti trattati a lezione (1 ora); dalla seconda sessione esame orale
BIOS-07/A - Biochimica - CFU: 7
BIOS-14/A - Genetica - CFU: 3
BIOS-14/A - Genetica - CFU: 3
Esercitazioni: 12 ore
Lezioni: 54 ore
Lezioni: 54 ore
Docenti:
Minozzi Giulietta, Tedeschi Gabriella
Turni:
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento via mail
DIVAS via dell'Università 6 26900 Lodi