Scheda Insegnamento: Principi di scienze omiche A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: BIOTECNOLOGIE (L-2)
  • Codice: 17720
  • Crediti: 6
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 3
  • Erogazione: II semestre
  • Docente: ANNAMARIA TIMPERIO

Programma

PRINCIPI DI SCIENZE “OMICHE”
Introduzione:
• Scienze “omiche” e biologia dei sistemi complessi.
• La rivoluzione dell'ipotesi a posteriori e la ricerca di nuove ipotesi.
• Cosa sono le scienze “omiche”?.
• Dalle proteine alla proteomica, dai metaboliti alla metabolomica e dai lipidi alla lipidomica.
• Relazione tra la proteomica e le altre scienze post-genomiche.
Piattaforme tecnologiche:
• Preparazione del campione (piante, batteri, animali): preparazione dell’estratto proteico per analisi DIGE, linee generali di preparazione dei campioni per analisi LC-MS.
• Analisi dell’espressione proteica, di metaboliti e di lipidi mediante tecniche elettroforetiche
o Applicazioni dell’ SDS-PAGE e dell’IEF alla proteomica, metabolomica e lipidomica.
o DIfferential Gel Electrophoresis (DIGE), 2D-DIGE a saturazione
o Elettroforesi capillare (CE), elettroforesi bidimensionale (2DE).
o Applicazioni della 2-DE in proteomica: limiti e prospettive.
o Elettroforesi Blu Nativa su gel di poliacrilammide (Blue Native PAGE).
o Clear Native PAGE (CN-PAGE).
o Elettroforesi ‘gel free’
o Elettroforesi su acetato di cellulosa
• Metodi di rivelazione post analisi: Colorazione inversa, Coloranti fluorescenti, Analisi d’immagine per tecnologie multiplexing
• Metodi di rivelazione di modifiche post-traduzionali in spettrometria di massa:
o Glicosilazione, Fosforilazione, Nitrazione, Carbonilazione
• Analisi dell’espressione proteica mediante tecniche cromatografiche:
o Approccio proteomico Bottom-up
o Approccio proteomico Middle-down
o Approccio proteomico top-down
o Separazioni multidimensionali
• Spettrometria di massa: introduzione e concetti di risoluzione ed accuratezza
o Le sorgenti più impiegate in ambito proteomico: MALDI, ESI
o Le sorgenti più impiegate in campo metabolomico: EI
o Le sorgenti più impiegate in campo lipidomico: ESI, MALDI
o Gli analizzatori: quadrupolari, TOF, e trappole ionica, ORBITRAP, ibridi
• La spettrometria di massa tandem (MS\MS)
Metodi quantitativi: sistemi di cromatografia liquida (LC) a fase inversa (RP) accoppiata ad analisi di spettrometria di massa.
o Strategie di quantificazione relativa basate sulla marcatura con isotopi stabili (iTRAQ, SILAC spike-in, Super-SILAC e organismi SILAC, ICAT, O18)
o Strategie di quantificazione relativa senza marcatura (metodiche “label-free”: intensity-based e spectral-counting, calcolo del PAI e dell’emPAI).
o Proteomica , metabolomica e lipidomica quantitativa mirata: SRM
Tecniche accoppiate: GC-MS, EC-MS, LC-MS\MS, MudPIT
Statistica: Normalizzazione ed equalizzazione, missing values.
o Probabilità e ipotesi nulla
o Statistica descrittiva
Programmi e siti web per l’identificazione delle proteine, metaboliti e lipidi.
o Database di sequenze (MAVEN, SEQUEST, MASCOT, LIPID SEARCH, LIPID GATWAY)
o Algoritmi per il “de novo sequencing” software PEAKS.
Riduzione della complessità:
• Frazionamento subcellulare
o Lisi delle cellule e omogeneizzazione dei tessuti
o Separazione delle frazioni subcellulari
o Proteomica, metabolomica e lipidomica delle membrana
o Proteomica, metabolomica, lipidomica degli organelli e dei compartimenti intracellulari
Immunoprecipitazione
• Immunoprecipitazione per ridurre la complessità di un campione per la spettrometria di massa
• Proteomica Funzionale e Immunoprecipitazione
Systems biology
• Reti di proteine e meta-analisi
o Elementi di topologia dei grafi
o Costruzione di una rete di proteine (grafo non direzionale).
o Validazione statistica di una rete di proteine
o Analisi di sovra-rappresentazione
o Analisi gerarchica di dati proteomici (grafi direzionali).
o Meta-analisi
• Classificazione ontologica e di pathway
o Gene ontology (GO)
o Struttura di GO
o Tipi di annotazioni in GO
o Navigazione nelle ontologie: Quick GO e altri browser GO
o Classificazione ontologiche e di pathway: applicazioni specifiche


Anna Maria Timperio

Testi consigliati

Non essendo ancora in commercio un testo specifico, l'insegnante avrà cura di segnalare articoli e riviste opportune nel corso dell'anno.

Propedeuticità

non ci sono prpedeuticità per questo corso

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 40

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).

Luogo lezioni

Orario lezioni

Comunicazioni

Gli stiudenti si ricevono per appuntamento previa telefonata al 0761357180 o invio e-mail al seguente indirizzo:
timperio@unitus.it