Ateneo - UPO

Il corso si propone di fornire un'adeguata conoscenza delle basi molecolari dei sistemi biologici, della struttura e delle funzioni delle macromolecole biologiche e dei processi cellulari in cui esse intervengono; piattaforme tecnologiche e biotecnologiche di analisi omica (genomica, trascrittomica, proteomica); strumenti di analisi bioinformatica e dati omici; metodi informatici per la gestione e l'analisi dei dati biomolecolari.
Vengono proposti casi di studio ed esercitazioni pratiche, incentrati sull'analisi dell'interazione tra cibo, ambiente e salute umana.
Le studentesse e gli studenti riceveranno un'introduzione teorica e pratica ai database di sequenze genomiche e proteiche e agli strumenti informatici per il recupero, l’interpretazione, la visualizzazione e l'analisi dei dati.

Il materiale didattico sarà rappresentato dal materiale utilizzato a lezione e da articoli scientifici e manuali, i cui riferimenti saranno forniti durante le lezioni stesse.
Alle studentesse e agli studenti che necessitano di approfondire la parte biologica viene consigliato il seguente testo: Arthur Lesk, “Introduction to Genomics”, Oxford University Press

Fornire una panoramica di base degli strumenti bioinformatici più comunemente utilizzati nel campo della ricerca sull'interazione tra cibo, ambiente e salute umana. Fornire competenze di base nella lettura e interpretazione di articoli scientifici a contenuto bioinformatico.

Conoscenze di base in biologia molecolare e genetica.

Lezioni frontali, analisi di casi di studio, esercitazioni e lezioni in aula informatica con utilizzo di software applicativi e tool online.

Le lezioni avranno un carattere altamente interattivo. Le studentesse e gli studenti lavoreranno in gruppo e porteranno avanti progetti di analisi mettendo in pratica i principi appresi a lezione.

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studenti- disabili-e-dsa

Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

Saranno svolte esercitazioni in itinere sugli argomenti trattati a lezione.
Inoltre ogni gruppo presenterà il proprio Progetto di analisi durante una presentazione orale alla fine delle lezioni e i risutati dell’analisi dati in un report che sarà consegnato entro due settimane dalla data dell’esame.
L'interrogazione orale finale consisterà in quesiti concernenti lo svolgimento delle esperienze di gruppo e gli argomenti generali trattati.
La valutazione finale basata sulla qualità e puntualità nelle consegne delle esercitazioni pratiche e del report sui risultati dei lavori di gruppo

Introduzione alla bioinformatica: definizione, obiettivi, terminologia, applicazioni e limitazioni.

Implicazioni della genomica/bioinformatica per la salute e la nutrizione: comprendere i meccanismi molecolari alla base delle relazioni tra cibo e salute, dalla funzione dei nutrienti di base alle interazioni tra i microrganismi alimentari e il sistema digerente umano.

Come esplorare la conoscenza: l'uso di PubMed per cercare nel database di letteratura scientifica Medline, come costruire una stringa di ricerca efficiente e specifica, come pianificare una ricerca di letteratura.

Il processo di sequenziamento: il metodo di Sanger e il sequenziamento automatico fluorescente, il sequenziamento NGS.
I dati di sequenza: Database e strumenti di bioinformatica, come esplorare i principali archivi di dati genomici.

• Browser e piattaforme di analisi del genoma: NCBI Genome (organizza le informazioni di NCBI sui genomi compreso le sequenze, le mappe, i cromosomi, gli assemblies e le annotazioni), ENSEMBL (il server europeo di risorse per il genoma eucariotico), UCSC Genome Browser (il sito per il programma genomico presso l'Università della California, Santa Cruz) e il genome browser del gramene (come parte del progetto Gramene che aggrega strumenti per la genomica comparativa delle piante per colture e organismi modello). Scopri come sono strutturati, come personalizzare i dati visualizzati e come estrarre informazioni da loro e. come usarli in modo efficiente.
• Lo strumento Blast di NCBI: come usarlo per determinare il ruolo presuntivo di una sequenza di DNA o di proteine che sono state identificate di recente; e per scoprire se un genoma (o l'altro database di grandi sequenze) ha una sequenza comparabile con un gene riconosciuto.
• I database di espressione genica: l’esempio di Human Protein Atlas

Come l'espressione genica è epigeneticamente regolata, l'esempio di metilazione del DNA. Come funziona l'analisi di laboratorio, il metodo Illumina Infinium e il metodo NGS.
• L'EWAS Toolkit un kit di strumenti web per Epigenome wide association study, come usarlo e come capire i risultati.

Alla ricerca di un significato: percorso metabolico e rete di interazione proteica, strumenti per la visualizzazione e l’integrazione dei dati.
• Le gene-ontoloy e le food-ontology, come funzionano e come usarle.
• Pathway analysis: impara come integrare le numerose informazioni sui percorsi metabolici disponibili nella letteratura e nei database, esplora la funzione e l'interazione delle proteine utilizzando il database di Kegg, String e Reactome.
• Come interrogare il database per annotazione, visualizzazione e scoperta integrata (DAVID). Questo sito fornisce una serie completa di strumenti di annotazione funzionale, per capire il significato biologico dietro grandi elenchi di geni.

Come illustrare i risultati: presentazione e discussione dei progetti condotti dagli studenti durante il corso.

Alla fine del corso, le studentesse e gli studenti avranno una comprensione più approfondita dei principi della bioinformatica e saranno in grado di utilizzare gli strumenti e le tecniche bioinformatiche di base per visualizzare, analizzare e interpretare i dati biologici. Impareranno come ottenere informazioni su Internet per costruire conoscenze di base su un argomento relativo all'interazione tra cibo, ambiente e salute umana. Miglioreranno anche il loro pensiero critico, impareranno a collaborare e realizzeranno un progetto di ricerca.