Il mondo dei microrganismi: storia della Terra ed il mondo dei Procarioti. Ecologia dei microrganismi: concetto di popolazione, comunità ed ecosistema. La crescita di microrganismi in ambienti naturali: parametri ambientali che ne influenzano la crescita. Dinamiche delle comunità microbiche: successioni ecologiche e biodiversità. Interazioni tra microrganismi: neutralismo, commensalismo, sinergia, competizione, antagonismo, parassitismo, predazione, simbiosi mutualistiche. Il suolo: caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche del suolo. Metodi di studio del suolo: metodi coltura-dipendenti ed indipendenti. La rizosfera: interazioni tra microrganismi-piante-funghi. La fillosfera. I microrganismi che promuovono la crescita delle piante. I microrganismi nella lotta biologica. I suoli soppressivi verso le fusariosi e verso il take-all del grano. I batteri vitali ma non coltivabili (VBNC): importanza ambientale e implicazioni per la salute umana. Il compostaggio dei rifiuti organici: fattori chimico fisici e processi microbiologici alla base del processo. Utilizzi del compost come matrice biologicamente attiva. Criteri di valutazione della qualità del compost. Il biorisanamento: Caratterizzazione di siti contaminati. Concentrazione disponibilità degli inquinanti nel suolo. Monitoraggio del rischio ecologico. Il Quorum sensing e la comunicazione intercellulare nei Procarioti: esempi di fenomeni regolati dal quorum sensing ed implicazioni per l’ambiente e la salute umana. Microrganismi importanti ai fini delle produzioni alimentari: i lattobacilli, i lieviti, gli acetobatteri. Il pane quotidiano e a impasto acido. La vinificazione in rosso e in bianco. La produzione dell'aceto. La produzione del salame e dei formaggi.

Tecniche e applicazione di trascrittomica per l'ambiente. Tecniche e applicazione del sequenziamento di acidi nucleici per l'ambiente. Laboratorio di ecologia molecolare. Worshop pratico (attività di active learning, ricerca bibliografica, scrittura creativa, ricerca e analisi dati)

1. INTERAZIONI DELLE PIANTE CON L’ECOSISTEMA TERRESTRE Interazioni delle piante con atmosfera, idrosfera e geosfera a sostegno dell’ecosistema terrestre. Impatto umano sulle piante e gli ecosistemi nel contesto della sicurezza alimentare globale e della conservazione dell’ambiente naturale. 2. VARIABILI AMBIENTALI CHE INFLUENZANO LA FISIOLOGIA E LA CRESCITA DELLE PIANTE “Risorse” che ne aumentano la biomassa: luce, anidride carbonica, acqua, azoto, fosforo, elementi essenziali e benefici; “Fattori stressanti” che ne limitano la biomassa: temperatura, salinità, pH del suolo, siccità, inondazioni. 3. RISPOSTE ED ADATTAMENTI DELLE PIANTE A CAMBIAMENTI DELLE VARIABILI AMBIENTALI Risposte delle piante a variazioni nella quantità di luce, concentrazione di CO2, diponibilità di acqua, azoto, fosforo e microelementi essenziali. Risposte di acclimatazione e tolleranza delle piante ad alte o basse temperature, pH del suolo acidi e basici, elevate salinità, siccità ed inondazioni. Focus su piante alpine, piante xerofite succulente, piante carnivore, piante tolleranti alte e basse temperature e stress idrici, alofite, macrofite acquatiche.

Cenni di sistematica, biologia ed ecologia dei funghi. Tecniche di laboratorio e metodi per l'isolamento di funghi da diverse matrici. Allestimento di preparati microscopici. Uso di chiavi analitiche per identificare i funghi.

Farmacologia generale: -Lo sviluppo di un farmaco: fase preclinica e fase clinica -Farmacodinamica: i recettori e trasduzione del segnale; concetto di agonista e antagonista, curva dose-risposta. -Farmacocinetica: assorbimento, distribuzione, metabolismo ed escrezione dei farmaci Farmaci biotech: proteine terapeutiche, anticorpi monoclonali, vaccini, terapia genica Farmacologia speciale: -Farmaci per il diabete: insulina e ipoglicemizzanti orali -Farmaci anti-dislipidemici -Farmaci dell’infiammazione: FANS, glucocorticoidi -Chemioterapici -Farmaci del sistema cardiocircolatorio: farmaci anti-aritmici, farmaci dello scompenso, farmaci antitrombotici e farmaci anticoagulanti -Farmaci dell’apparato respiratorio -Farmaci del sistema nervoso:la sinapsi e i neurotrasmettitori; farmaci antidepressivi; farmaci per il trattamento del morbo di Parkinson; farmaci antipsicotici; farmaci sedativo-ipnotici

Obiettivi: La prima parte del corso ha l’obiettivo di fornire allo studente informazioni sui principali algoritmi diagnostici applicati nella pratica microbiologica. Nella seconda parte vengono presentate le tecnologie e le innovazioni che possono supportare l’attività di laboratorio. Nella terza parte vengono presentati alcuni strumenti di valutazione delle tecnologie e del loro impatto sull’organizzazione con particolare riferimento al technology assessment. La preparazione all’esame finale si avvale di una esperienza di lavoro di gruppo per esercitarsi nell’attività pratica di compilazione della scheda HTA ( Health Technology Assessment) PERCORSI DIAGNOSTICI 1. Infezioni del Sistema Nervoso Centrale (2 ore) 2. Polmoniti (2 ore) 3. Enteriti di origine infettiva (2 ore) 4. Infezioni di protesi osteoarticolari e di mezzi di sintesi (2 ore) 5. Infezioni del torrente circolatorio (2 ore) 6. Infezioni delle vie urinarie (2 ore) 7. Infezioni sessualmente trasmesse (2 ore) 8. Parassitosi (2 ore) TECNOLOGIE 1. Citofluorimetria (2 ore) 2. PCR real time ed applicazioni (2 ore) 3. Total Lab Automation (2 ore) 4. Sonde Floccate e coltura in fase liquida (2 ore) 5. Immunoenzimatica (2 ore) 6. Metodiche manuali (2 ore) 7. Spettrometria Maldi-tof (2 ore) 8. Antibiogramma (2 ore) ORIENTAMENTO PRATICO 1. Ricerca bibliografica on-line (2 ore) 2. Principi di Technology assessment (2 ore) 3. Il Sistema Qualità e le ISO (2 ore) 4. Visita nel Laboratorio (2 ore) 5. Lavoro di gruppo Percorso (4 ore)

Obiettivi: La prima parte del corso ha l’obiettivo di fornire allo studente informazioni sui ruoli e sull’organizzazione generale delle attività di laboratorio Nella seconda parte vengono presentati gli argomenti specialistici comprendenti metodiche, tecnologie e le innovazioni che possono supportare l’attività di laboratorio. Parte Generale Introduzione al corso in Metodologie del Laboratorio Clinico (6 ore) Il ruolo delle attività di Laboratorio nell’ambito delle strutture di diagnosi e cura. L’aziendalizzazione nel Servizio Sanitario Nazionale Il Laboratorio Analisi: ruolo, organizzazione, ambiente di lavoro, sicurezza. L’economia gestionale. Criteri di efficienza ed efficacia. I principi del controllo di gestione nel Laboratorio Analisi. Responsabilità economiche, organizzative, etiche e sociali Sistemi di finanziamento Il Sistema di Gestione della Qualità nel laboratorio clinico (2 ore) Il campione biologico (2 ore) Il campione biologico: preparazione del paziente e raccolta dei materiali biologici: prelievo venoso, capillare o arterioso. Tipo di campione sangue intero, plasma o siero Prelievo di altri materiali biologici. Variabilità preanalitica. Trattamento e conservazione dei materiali biologici Tecniche separative (centrifugazione) ed analitiche. Conservazione dei materiali biologici. Cause di alterazione del campione. La variabilità postanalitica (2 ore): i risultati analitici, la refertazione, modalità di refertazione e trasmissione. Significato dei tests di laboratorio, grandezze e unita di misura Le metodologie analitiche (2 ore) Chimica Analitica Strumentale, Immunometria, RIA, Elettroforesi capillare, Cromatografia, Fotometria, Turbidimetria, Nefelometria, Fluorimetria, Luminometria. Tecniche diagnostiche in biologia molecolare (2 ore) Parte specialistica Diagnostica endocrinologica e diagnostica prenatale in gravidanza (2 ore) La diagnostica delle proteine (2 ore) Tecniche separative, tecnologie strumentali, diagnostica ed interpretazione dei risultati Le proteine della fase acuta e i tracciati elettroforetici (2 ore): dosaggio delle proteine della fase acuta e interpretazione di tracciati elettroforetici patologici; Chimica fisica (2 ore) Metodologie analitiche di altre matrici biologiche e interpretazione dei risultati Ematologia (2 ore) Metodologie ed algoritmi diagnostici, tecnologie di separazione e conta cellulare, interpretazione dei risultati e refertazione Analisi citofluorimetriche (2 ore) L’utilizzo degli anticorpi monoclonali per l’identificazione di popolazioni cellulari in ematologia ed in altre discipline. Metodiche analitiche, preparazione dei campioni, interpretazione dei dot plot e refertazione finale Elementi di tecniche diagnostiche in coagulazione (2 ore) Metodologie analitiche, tecnologie ed algoritmi nella diagnostica della coagulazione di base e specialistica. Il monitoraggio della Terapia Anticoagulante orale e dei nuovi farmaci anticoagulanti (DOAC) Autoimmunità (2 ore) Metodologie analitiche, tecnologie specifiche, interpretazione dei pattern di fluorescenza, refertazione Allergologia (2 ore) Metodologie analitiche, tecnologie specifiche, interpretazione dei risultati e refertazione nella diagnostica allergologica, Il laboratorio di Immunoematologia e Medicina Trasfusionale (4 ore) L’organizzazione della medicina Trasfusionale in Italia. Le principali tecniche (automatiche o manuali) utilizzate in ambito Immunoematologico, e la applicazioni delle stesse nella diagnostica Immunoematologica: agglutinazione, fissazione del complemento, inibizione dell’agglutinazione (provetta, fase solida, gel) Tossicologia (4 ore) Le tecniche diagnostiche in tossicologia. Definizione di farmaco e veleno. Assorbimento, distribuzione, escrezione dei tossici. Monitoraggio terapeutico dei farmaci. Tossicologia analitica e forense, Interpretazione dei dati tossicologici. Algoritmo della ricerca tossicologica. Il Doping e le sostanze stupefacenti. Il controllo del tasso alcolemico e la guida Il “Point of Care” (2 ore) Metodi analitici, organizzazione, tracciabilità dei dati La gestione tecnica del laboratorio analisi in urgenza ed in routine (2 ore) La garanzia della qualità del dato analitico, CQI e VEQ, il governo del processo analitico nell’organizzazione dell’assistenza sanitaria, i TAT (Turn Around Time) I test “urgenti”. Il laboratorio del futuro (2 ore) Nuove tecnologie: l’applicazione della robotica nell’efficientamento del percorso preanalitico, analitico e postanalitico. L’organizzazione “ Core Lab” Formazione sul campo: alcune lezioni verranno svolte “sul campo” nei locali del Laboratorio Analisi con attività on site.

- Fisiologia dell’invecchiamento - Fisiologia fetale e della gravidanza - Regolazione ormonale della crescita - Fabbisogno di nutrienti e regolazione dell'assunzione di cibo - cronobiologia - Fisiologia del sonno - Termoregolazione - Adattamenti all'ambiente - Fisiologia dello sport - Fisiologia di gusto e olfatto - Argomenti di approfondimento

Introduzione all’ecologia animale (livelli di organizzazione gerarchica, teoria della nicchia, habitat delle specie, demografia e concetto di capacità portante, ecologia delle comunità, ecologia del paesaggio, conservazione della biodiversità). Introduzione ai Censimenti faunistici: Perché censire gli animali? Definizione di conteggio o censimento. Censimenti assoluti o relativi. Censimenti spazialmente esaustivi o campionari. Distribuzioni casuali, regolari, aggregate. Censimenti campionari. Errori di censimento. Monitoraggi. Censimenti Uccelli: Studi distributivi. Censimenti. Metodi di Cattura-Marcatura-Ricattura. Metodi di studio della migrazione. Censire Mammiferi, Anfibi, Rettili e Pesci. Seminario di approfondimento tenuto da un esperto. Censire gli Insetti e altri invertebrati: Ricerca e cattura attiva. Trappole e altri metodi di cattura non selettiva. Estrazione e filtrazione dal substrato. Soppressione e conservazione. Tecniche di marcatura invertebrati. Introduzione alla cartografia. Carte di base e carte tematiche. Supporto cartaceo e informatizzato. Introduzione ai sistemi informativi geografici e campi di applicazione dei GIS. I software GIS e introduzione a QGIS. Apertura di QGIS, presentazione della vista, il menù progetto, il pannello layer. Lavorare con l’overlap dei layer. Decorazioni. La CTR del Piemonte. Creazione di una carta tematica utilizzando uno stile predefinito. Plugin e quickmapservices. Introduzione ai file vettoriali. Il concetto di shapefile. Proiezioni cartografiche e geodesia; Sistemi di coordinate geografiche. Lavorare sulla tabella attributi. Lavorare sui file vettoriali puntuali. Le proprietà del file vettoriale. Lavorare sulle simbologie. Categorizzazioni e graduazioni. Etichette. Creare un file vettoriale ex novo. Modificare il sistema di riferimento di un progetto. L’EPSG. Riproiettare un file vettoriale utilizzando un diverso sistema di riferimento. Calcolare le coordinate in gradi e in metri. Comprendere i fusi UTM. Layer WMS. File vettoriali lineari e poligonali. Geoprocessing. Files raster: utilizzo e gestione delle immagini raster. La terza dimensione. Geoprocessing. Rilevamento in campo di dati cartografici con l’ausilio di GPS e app. Banche dati naturalistiche. Layout di stampa Escursione in campo per applicare le nozioni e le abilità apprese a lezione.

Introduzione alla medicina di laboratorio: organizzazione del laboratorio clinico, ruolo della medicina di laboratorio, appropriatezza, medicina di precisione. Concetti generali in medicina di laboratorio: il campione biologico, fase preanalitica, analitica e post-analitica. Qualità del risultato: Principi di statistica e applicazioni in medicina di laboratorio, CQI e VEQ Le metodiche analitiche: Fotometria, Immunometria, Tecniche separative: RIA, Turbidimetria, Fluorimetria, Nefelometria, Luminometria, Test immunoenzimatici, Fissazione del complemento, Elettroforesi, Cromatografia, Spettrometria e loro applicazioni. Diagnostica molecolare e applicazioni cliniche (diagnosi precoce, di malattia, di portatore, prenatale). Principi di diagnostica citogenetica. Citometria, citofluorimetria ed applicazioni in diagnostica ematologica. Applicazioni delle metodiche immunometriche alle patologie umane: Autoimmunità; Allergologia, Indagini siero-virologiche. Applicazioni dell’elettroforesi: studio delle siero proteine. Applicazioni di spettrometria e cromatografia: il laboratorio di tossicologia. Chimica e Biochimica analitica: bilancio idroelettrolitico, emogasanalisi, test di funzionalità d'organo, marcatori di processi metabolici e loro patologie (ad es. diabete), marcatori di flogosi e di sepsi. Esame chimico-fisico e morfologico delle urine. Diagnostica coagulativa e approccio alla trombofilia. I gruppi sanguigni e la medicina trasfusionale. L’efficientamento del laboratorio clinico: l’approccio CoreLab e i test urgenti. La medicina del futuro: le scienze omiche.

Diagnosi clinica e di laboratorio delle malattie infettive: classificazione e identificazione dei batteri; il ruolo del microbiologo clinico; concetti di base delle malattie infettive; segni e sintomi di infezione; raccolta dei campioni per la coltura; trasporto dei campioni; trattamento dei campioni in laboratorio; esame microscopico; tecniche colturali; interpretazione delle colture; identificazione preliminare basata sulle caratteristiche metaboliche; identificazione delle specie batteriche e selezione delle caratteristiche differenziali per l’identificazione; Enterobacteriaceae: caratteristiche per l’identificazione, terreni di coltura utilizzati per il riconoscimento della fermentazione dei carboidrati, caratteristiche differenziali d’identificazione. Tassonomia delle Enterobacteriaceae. Metodi di screening per l’identificazione rapida. Sistemi classici di identificazione. I bacilli gram-negativi non-fermentanti. Bacilli curvati gram-negativi e ossidasi-positivi fermentanti: Campylobacteriaceae e Vibrionaceae. Haemophilus. Miscellanea di bacilli gram-negativi esigenti. Neisseria spp. e Moraxella catarrhalis. Cocchi Gram-positivi: Stafilococchi e cocchi gram-positivi correlati. Significato clinico degli stafilococchi e dei cocchi gram-positivi correlati. Isolamento e differenziazione preliminare. Identificazione di Staphylococcus aureus. Identificazione degli stafilococchi coagulasi-negativi. Streptococchi, Enterococchi e batteri “Streptococcus-like”. Caratteristiche generali degli streptococchi. Streptococchi -emolitici del gruppo A. Streptococchi -emolitici del gruppo B. Streptococchi -emolitici dei gruppi C e G. Streptococchi -emolitici del gruppo F. Bacilli gram-positivi aerobi e facoltativi. Batteri anaerobi. Test di sensibilità agli antibiotici. Micobatteri. Malattie da spirochete. Micoplasmi e ureaplasmi. Micologia. Parassitologia. Diagnosi di infezioni causate da virus, Chlamidia, Rickettsia e microrganismi correlati. Nuove tecnologie emergenti: metodi rapidi di ricerca e identificazione batterica. Microbiota e Microbioma umano per descrivere caratteristiche e funzioni della flora residente. I microrganismi negli alimenti. I microrganismi causa di malattie di origine alimentare. Alimenti di origine animale e prodotti ittici e loro problematiche microbiologiche. Alimenti di origine vegetale e loro problematiche microbiologiche. Bevande fermentate: vino, birra e aceto e loro controllo di qualità. Latti fermentati, formaggio e burro e loro controllo qualità. Probiotici e alimenti funzionali a base batterica. Esercitazioni pratiche.

Nomenclatura Ripasso biochimica e fisiologia della nutrizione Composizione corporea e metodi di misura Dispendio energetico e metodi di misura LARN; piramidi alimentari; linee guida italiane per una sana alimentazione (CREA 2018); programmi di prevenzione nutrizionale LG WHO 2023 La giornata alimentare Anamnesi alimentare Ristorazione collettiva Obesità e nutrizione (fisiopatologia, linee guida SIO-ADI) Sindrome metabolica e nutrizione Osteoporosi e nutrizione Cancro e nutrizione (WRCF, studio EPIC) Esercitazione su: ristorazione collettiva, piano nutrizionale soggetto sano, BIA e calorimetria, debate on BPA nutrizione e sport “Integrazione della dimensione di genere”: ove possibile si analizzeranno le differenze di genere nella nutrizione

Introduzione alla fisiopatologia. Vitamine idro- e liposolubili e patologie causate dalla loro deficienza. Malnutrizione. Equilibrio idroelettrolitico e acido-base. Fisiopatologia cardiovascolare. Aterosclerosi. Fisiopatologia epatica. Fisiopatologia endocrina. Il diabete mellito. Eziologia e biologia dei tumori. Invecchiamento. Le attività pratiche in laboratorio riguarderanno le tecniche usate comunemente per studiare cause e meccanismi delle malattie. Attività pratiche in laboratorio e/o presentazioni teoriche su: - tecniche e strategie sperimentali - allestimento di un esperimento - interpretazione dei risultati.

Considerata la natura multidisciplinare del Corso di Laurea, i programmi specifici delle tesi di laurea potranno differire in relazione all’argomento di studio e ricerca su cui sarà basata la Prova finale.

Peculiarità dei cristalli: stato cristallino e ordine reticolare. Operazioni di simmetria e combinazioni di operazioni di simmetria. Cella elementare e relazioni con le operazioni di simmetria. Piani reticolari. Struttura cristallina. Principi di crescita cristallina da soluzione: nucleazione omogenea ed eterogenea, accrescimento . Cristallochimica di cristalli/minerali importanti nel corpo umano (fosfati), che si formano nelle litiasi (acidi urici, urati, ossalati di calcio, fosfati, colesterolo), nelle calcificazioni. I minerali definiti per legge “amianti” e minerali asbestiformi non inseriti nella normativa; loro interazioni con l’ambiente biologico. Tecniche per la localizzazione, l’identificazione e la caratterizzazione dei cristalli/minerali: il microscopio ottico con luce polarizzata, direzioni di vibrazione dei cristalli e legge di Fresnel. Il microscopio elettronico con annessa microsonda chimica: caratterizzazione morfologica e chimica. Interpretazione degli spettri EDS. La spettroscopia micro-Raman e sue applicazioni sui minerali /cristalli di interesse biologico.

1) Richiami sui concetti fisici fondamentali quali: pressione, volume, velocità, peso, peso specifico, forza, temperatura, calore, carica elettrica in vari contesti di osservazione o esperienza. 2) Raccolta dati su variabili rilevanti di differenti fenomeni, ricerca di relazioni quantitative e loro espressione formale; unità di misura e ordini di grandezza. 3) Dal sapere scientifico al sapere insegnato: cenni sulla ricerca in didattica della fisica, sul costruttivismo e sulla progettazione di sequenze di insegnamento. 4) Progettazione e realizzazione di esperienze quali ad esempio: piano inclinato, galleggiamento, vasi comunicanti, riscaldamento dell’acqua, fusione del ghiaccio, costruzione di un semplice circuito elettrico. 5) Costruzione e utilizzo corretto del concetto di energia come quantità che si conserva; individuazione della sua dipendenza da altre variabili; riconoscimento dell’inevitabile produzione di calore nelle catene energetiche reali. 6) Realizzazione di esperienze quali ad esempio: mulino ad acqua, dinamo, elica rotante sul termosifone, riscaldamento dell’acqua con il frullatore. 7) Osservazione, modellizzazione e interpretazione dei più evidenti fenomeni celesti attraverso l’osservazione del cielo notturno e diurno, utilizzando anche planetari o simulazioni al computer (software Stellarium). Spiegazione, anche per mezzo di simulazioni, dei meccanismi delle eclissi di Sole e di Luna. 8) Realizzazione di esperienze quali ad esempio: costruzione di una meridiana, registrazione della traiettoria del Sole e della sua altezza a mezzogiorno durante l’arco dell’anno.

Durante l'insegnamento verranno sviluppate in una o più lezioni le seguenti macrotematiche: 1. Concetti base della sociobiologia 2. Costi e benefici della socialità nel mondo animale 3. Selezione di gruppo e altruismo 4. Evoluzione della socialità 5. Socialità in relazioni a condizioni ambientali e demografiche 6. La comunicazione come elemento fondamentale delle società animali 7. Eusocialità

Metodi per identificare geni causativi di malattie monogeniche: l'esempio della Sclerosi Laterale Amiotrofica, analisi di linkage (gene SOD1) 2) Metodi per identificare geni causativi di malattie monogeniche: analisi del gene candidato e di positional cloning (geni TARDBP, FUS, c9orf72) 3) Metodi per identificare geni causativi di malattie monogeniche: l'esempio della Sclerosi Laterale Amiotrofica: i modelli animali e di organismi modello come punto di partenza delle indagini. Analisi whole exome sequencing in famiglie e coorti di pazienti. Meccanismi patogenetici di malattia emersi dalle indagini genetiche 4) Applicazioni della genetica in ambito clinico: il test genetico molecolare. Diagnosi molecolare della SLA (Sanger, genotyping PCR repeat). Presentazione esercitazione Sanger 5) Applicazioni della genetica in ambito clinico: diagnosi molecolare della SLA attraverso NGS. 6) presentazione esercitazione interpretazione dati NGS Applicazioni della genetica in ambito clinico: terapia di malattie monogeniche basate sulle conoscenze genetiche 7) correzione e commento esercitazione interpretazione dati NGS. 8) Applicazioni della genetica in ambito clinico NGS e analisi multiomiche per migliorare la resa diagnostica 9) Introduzione Caratteri e patologie multifattoriali: metodi per identificare geni di suscettibilità risultati e applicazioni biomediche 10) Malattie cromosomiche e da varianti strutturali

Caratteristiche dei principali alimenti e nutrienti (lipidi, protidi e glucidi) Metabolismo dei principali nutrienti (lipidi, protidi e glucidi) Caratteristiche nutrizionali e metaboliche di nutrienti secondari (vitamine, minerali) Epidemiologia e prevenzione delle malattie cronico degenerative. Dismetabolismi: diabete, iperglicemia, ipoglicemia e obesità

Tecniche di coltivazione delle cellule in adesione, in sospensione e in 3D. Immunofluorescenza e uso del Microscopio confocale. Nanomedicina: sistemi nanoteranostici per la diagnosi e la terapia; modelli sperimentali; esempi applicativi in colture di cellule tumorali. Immunoblotting e interpretazione dei risultati. Metodiche per saggiare la migrazione cellulare. Citofluorimetria a flusso: analisi del ciclo cellulare, espressione di antigeni di superficie (es. marcatori di staminalità e tumorali), immunophenotyping. Tecniche di biologia molecolare per la costruzione di cDNA chimerici per proteine di fusione. Trasfezioni di cDNA e siRNA in cellule eucariote. Metodi per la discriminazione e la valutazione della morte cellulare e dello stress ossidativo. Software bioinformatici per la gestione di dati di transcriptomica e proteomica. Analisi di dati clinici estratti da public database (TCGA) e ottenimento delle curve di sopravvivenza Kaplan-meier.

• Le fonti del Diritto, la Costituzione italiana, le leggi costituzionali e le leggi ordinarie, i decreti legislativi, i decreti legge, i DPCM, i regolamenti; le leggi e i decreti regionali. Significato di illecito, illegittimo, colpa, dolo. • L’Unione Europea: significato di Regolamenti e Direttive, con particolare riguardo al settore sanitario, agroalimentare ed ambientale. Il recepimento delle Direttive. • La legge istitutiva della professione di Biologo (L.396/67) e l’istituzione della figura del Biologo junior (DPR 328/2001). • Le norme del Codice Civile e le norme del Codice Penale che interessano la professione di Biologo. Il significato di illecito, illegittimo, colpa, dolo. • Ambiti professionali e settori di operatività del Biologo, le legislazioni relative. • La deontologia delle professioni intellettuali. Il Codice deontologico del Biologo, i principi generali. • Il Biologo in Laboratorio, le diverse tipologie di analisi e la concessione di Autorizzazioni, Accreditamenti e Certificazioni. • L’Esame di Abilitazione all’esercizio professionale, requisiti d’accesso, caratteristiche dell’esame e tipologia di prove.

Il corso si struttura in due sezioni: 1) PATOLOGIE DA AMIANTO: -Amianto (forme di amianto, proprietà, diffusione, tipi di esposizione, normativa italiana) - Il caso di Casale Monferrato - Patologie benigne da amianto - Asbestosi (definizione, epidemiologia, patogenesi, diagnosi, prognosi) - Placche pleuriche (definizione, epidemiologia, patogenesi, diagnosi, prognosi) - Ispessimenti pleurici, versamenti pleurici, pleuriti (definizione, cenni clinici) - Patologie neoplastiche da amianto - Mesotelioma pleurico, peritoneale, della tunica vaginale del testicolo - Sorveglianza epidemiologica: Registro Nazionale Mesoteliomi - Tumore polmonare da amianto ed altre tipologie neoplastiche 2) PATOLOGIE DA ALTRI INQUINANTI AMBIENTALI -Inquinamento atmosferico, dei suoli e delle acque - Radiazioni - Metalli pesanti

Panoramica relativa allo studio dei pathway molecolari implicati nella tumorigenesi. Dallo studio in vitro e in vivo all’attuale terapia. Immunoterapia: una nuova frontiera dell’oncologia sperimentale. Terapia genica, usi e approcci sperimentali. Terapia genica per le malattie ereditarie. Terapia genica e cancro (come potenziamento della risposta immune). Principi fondamentali del clonaggio dei geni e dell’analisi del DNA. Studio dei vettori di espressione e importanza dei vettori di clonaggio: virus come vettori di clonaggio per le cellule di mammifero. Ingegnerizzazione di cellule umane a partire da cellule staminali. Cellule staminali: origine e differenziazione. Applicazioni nella ricerca biomedica e nella medicina rigenerativa. Cellule staminali e terapia genica. Tecniche avanzate per lo studio della funzione genica: RNA-seq come metodo per l’analisi del trascrittoma; Chip-seq per lo studio a livello genomico dell’interazione proteina-DNA; studio delle tecniche di RNA interference (gene knockdown nella terapia clinica). Tecniche di Genome Editing basati sul sistema Crispr/CAS9 e relative applicazioni nella ricerca di base e nella diagnosi biomedica. Pharming, un nuovo approccio per la produzione di proteine ricombinanti a partire da sistemi animali e vegetali. Importanza e usi applicativi. Conoscenza approfondita di alcune metodologie molecolari più avanzate: tecnica del Deep Sequencing (Next Generation Sequencing). Tecniche di sequenziamento di genoma eucariotico e procariotico. Sequenziamento gerarchico (clone by clone) e sequenziamento shotgun dell’intero genoma (WGS, Whole Genome Shotgun). Analisi del ribosoma 16S per lo studio e l’identificazione di nuovi microrganismi, implicati nello sviluppo della tumorigenesi. Studio relativo all’importanza del microbiota umano e microbioma. Interazione tra microrganismi e corpo umano. Dieta e microbiota. Microbiota e le sue relazioni con i sistemi cellulari. Impatto sulla salute umana. Meccanismo d’azione sul cancro e nuovo bersaglio terapeutico. Brevi cenni su approcci di metagenomica e metabolica nella ricerca contro il cancro.

Biologia cellulare del neurone e glia Embriologia del SNC Sistema nervoso centrale: encefalo e midollo spinale Trasmissione sinaptica e neurotrasmettitori Sistemi sensoriali. Il dolore e la teoria del gate control Plasticita' sinaptica Meccanismi molecolari di base di apprendimento e memoria

Definizione della medicina e origini dell’uomo Ruoli della storia della medicina Dalle medicine istintive alle medicine regolari Nel mondo classico greco-romano Le medicine di trasmissione La medicina del Medioevo europeo e le Università La medicina nel rinnovamento scientifico del Rinascimento Nel secolo di Galileo e della medicina barocca La medicina nell’età dei lumi Verso nuove concezioni della malattia Contraddizioni a cavallo di due secoli Nella dimensione scientifica ottocentesca Ospedali e luoghi di cura Verso le sicurezze della chirurgia La conquista della teoria microbica Nella nuova dimensione di conoscenze biologiche Il colloquio tra la clinica e il laboratorio L’impegno sociale e l’organizzazione sanitaria I percorsi vittoriosi della clinica nella diagnosi e nella terapia Dentro e fuori i confini della medicina: la malattia mentale Dalla metà del Novecento

Iperbarismo: scambi gassosi, emodinamica delle immersioni profonde Alta quota: ipossia e ipossiemia, variazioni respiratorie e cardiocircolatorie. Funzioni nervose e cognitive Voli spaziali: modifiche cardiovascolari, distribuzione dei fluidi, effetti vestibolari, deterioramento muscolo-scheletrico

Definizioni, quadro normativo relativo a etichettatura, alimenti arricchiti, indicazioni (claims) nutrizionali e salutistici,. Prodotti destinati ad un'alimentazione particolare e alimenti di uso corrente utili ai fini dietetici. Inquadramento normativo, composizione, destinazione d'uso e tipologie. 1) Alimenti per la prima infanzia. Composizione del latte vaccino e del latte materno: differenze significative in nutrienti. Formule sostitutive del latte materno: latti per lattanti e formule di proseguimento. Prodotti per lo svezzamento e altri alimenti per la prima infanzia (prodotti a base di cereali, omogeneizzati, etc.). Criteri compositivi, aspetti tecnologici e normativi. 2) Prodotti per il controllo del peso. Criteri per la formulazione di diete ipocaloriche e dei prodotti sostitutivi, norme legislative. Alimenti per regimi dietetici particolari: dieta chetogenica. 3) Alimenti destinati a fini medici speciali. Nutrizione artificiale: principi fondamentali, applicabilità, sistemi di somministrazione. Diete enterali polimeriche, oligomeriche, diete semielementari ed elementari o specifiche per patologia. Nutrizione parenterale: criteri di applicabilità, limiti d'impiego: NPP e NPT. Uso degli amminoacidi in nutrizione clinica artificiale: miscele amminoacidiche generiche e speciali. Substrati energetici in NP. Emulsioni lipidiche. Le sacche pronte. Problematiche inerenti la NPT e di stabilità delle miscele per NP. Formule speciali per la prima infanzia o per neonati di basso peso o pretermine. Formule per lattanti con malattie metaboliche congenite. Prodotti speciali per turbe del metabolismo degli amminoacidi. Amminoacidi a catena ramificata: metabolismo, tipologie di prodotti. 4) Alimenti con scarso tenore di sodio. Sali iposodici e asodici. Composizione, limiti d'impiego. 5) Alimenti senza glutine. Composizione dei prodotti formulati in ambito nazionale o europeo, aspetti tecnologici, assistenza sanitaria. 6) Alimenti adattati ad un intenso sforzo muscolare. Integratori energetici o energetico-salini, integratori proteici e/o amminoacidici: composizione, differenza dai normali integratori. Ruolo biologico della carnitina, creatina, ornitina -chetoglutarato, taurina, BCAA. Linee guida ministeriali. 7) Alimenti per individui affetti dal metabolismo glucidico (diabete). Quadro regolatorio EU e nazionale su integratori alimentari, botanicals, novel foods Gli integratori alimentari: tipologie di prodotti (capsule, compresse, prodotti liquidi, etc.) e loro tecnologia di produzione. Discussione sulle principali classi di integratori alimentari (integrazione di vitamine e minerali; mantenimento del normale quadro lipidico; stimolazione delle difese immunitarie; adattogeni, etc.) Dispositivi medici: definizione ed esempi applicativi. Claims correlati all’integrazione: esempi di etichette I prodotti a base di erbe a finalità "salutistica" - Botanicals - Criteri compositivi, limiti d'impiego Specie botaniche utilizzabili per la produzione di Integratori a connotazione erboristica, quadro regolatorio. Esempi di composti bioattivi (resveratrolo, carotenoidi bioattivi, antociani, bioflavonoidi, beta glucani, lignani, alchilresorcinoli, molecole bioattive della soia e di altre leguminose, glucosamina, curcumina, glutatione e amminoacidi solforati, acido lipoico; ipericina/iperforina, policosanoli, astaxantina, Coenzima Q10, berberina, bromelina, melatonina, omega 3, DHA/EPA, prebiotici, carnitina, creatina, altri esempi di molecole di interesse nutraceutico-alimentare). Novel food: esempi di alimenti e discussione dell’iter di approvazione da parte dell’EFSA. Food e ingredient design: strategie per la riduzione calorica; riduzione lipidica/zuccherina, riduzione del sale; “funzionalizzazione” di alimenti; valorizzazione di nuovi ingredienti.

Apparato tegumentario: Cute ed i suoi annessi. Sistema scheletrico: scheletro assile e appendicolare, cranio. Cinto pettorale e pelvico. Apparato respiratorio: branchie, polmoni, vescica natatoria nei pesci. Apparato circolatorio: circolazione arteriosa e venosa. Apparato escretore; struttura ed evoluzione del nefrone. Apparato riproduttore: Modalità di riproduzione. Sviluppo delle gonadi. Spermatogenesi ed ovogenesi. Sistema endocrino: Asse ipotalamico-ipofisario. Ipofisi, pancreas endocrino, epifisi, tiroide, paratiroidi, surrene. Sistema nervoso: midollo spinali e nervi spinali. Evoluzione dell’encefalo. Cervelletto. Mesencefalo ed evoluzione delle vie ottiche. Diencefalo. Organi di senso.

Introduzione alle biotecnologie: definizione, storia delle biotecnologie, classificazione in colori. Le biotecnologie in campo alimentare e ambientale.Le fermentazioni e i batteri lattici. I bioreattori: classificazione e funzionamento dei diversi tipi di bioreattore. La produzione di enzimi. Esempi di enzimi: amilasi, protesi, lipasi. La produzione di aminoacidi, polisaccaridi. Produzione acidi organici: acido citrico e acido lattico. Single cell Protein (SCP): cosa sono, diverse tipologie e possibili impieghi. I microrganismi come SCP. Esempio di SCP: il quorn. Il compostaggio: definizione di compostaggio, il compostaggio domestico e industriale. La microbiologia del compost e i fattori ambientali che influenzano il processo. Biorisanamento ed inquinamento. Phytoremediation assistita. Trattamento delle acque reflue: principi. I fanghi attivi. I microrganismi e i beni culturali. Biodeterioramento e biorisanamento dei beni culturali.

Nutrizione, digestione e assorbimento. Generalità sul sistema digerente. Digestione e assorbimento di nutrienti e acqua. Confronto tra sistemi digestivi. Digestione e assorbimento nei mammiferi monogastrici e poligastrici. Secrezione gastrointestinale e sua regolazione.

Storia della criminalistica, cenni di dattiloscopia, analisi dei polimorfismi genetici umano, tipizzazione genetica, intepretazione profili genetici singoli e misti, confronti con campioni di riferimento, analisi biostatistiche mediante software validati ad uso forense per il calcolo di RMP, RMNE ed LR. analisi di paternità e parentela, costruzioni di pedigree semplici e complessi, valutazioni biostatistiche mediante software validati ad uso forense (Familias), tecnica BPA - Bloodstain Pattern analisi per la ricostruzione della scena del crimine, il ruolo del consulente tecnico (normativa), passaggi burocratici per la professione forense, studio ed analisi di casi reali.

Analisi a priori di compiti matematici Le prove INVALSI Esempi di problemi matematici di vario tipo Matematica e linguaggio Linguaggio e apprendimento : teoria denotazionale e teoria strumentale Principi di cooperazione e sapere matematico Uso inclusivo ed esclusivo delle parole. Atti linguistici e proposizioni. Cooperazione e implicature. Il linguaggio della matematica come sistema multimodale e multivariato Esempi di dimostrazioni visuali Salienza visuale delle rappresentazioni in matematica Teorie psicologiche sull’apprendimento Comportamentismo, cognitivismo Costruttivismo radicale contemporaneo Il modello APOS di Dubinsky Orientamenti socioculturali, Vygotskij Le ricerche di Anna Sfard Le difficoltà in matematica Aspetti cognitivi, metacognitivi e non cognitivi Interpretazione delle difficoltà La tecnologia in Educazione Matematica Micromondi per la geometria Piattaforme per l’e-learning

Il corso tratta i seguenti argomenti: “Metalli nei sistemi biologici”: 1. Chimica di coordinazione per biologi / 2. Biochimica per chimici / 3. Una breve panoramica della biologia molecolare / 4. Funzioni biologiche degli elementi inorganici / 5. Leganti biologici per ioni metallici (amminoacidi; proteine; macrocicli; nucleobasi) / 6. Assimilazione e percorsi dei metalli. Sodio e potassio (canali ionici; pompe ioniche; cotrasporto; omeostasi); Magnesio e calcio (assorbimento e omeostasi); Ferro (assimilazione; immagazzinamento; omeostasi); Rame (assimilazione; omeostasi); Zinco (assimilazione; omeostasi) / 7. Cobalamina e cobaltoproteine (introduzione; reattività; classi di enzimi, carenza) / 8. Metalli al centro della fotosintesi (magnesio) (introduzione; assorbimento della luce; trasporto dell'eccitone; perché Mg2+?; magnesio al centro della PCR) / 9. La molecola di O2: assorbimento, trasporto e immagazzinamento di un prodotto naturale inorganico (storia della molecola di O2; emoglobina e mioglobina; trasporto di O2; una lezione dalla natura; rilascio; emoglobina, un marito "traditore"!; quando qualcosa va storto; come misurare O2 in vivo; il paradosso dell'ossigeno; altri sistemi contenenti eme e ferro) / 10. Proteine contenenti rame: un'alternativa al ferro biologico (introduzione; proteine del rame di tipo 1-3) / 11. La chimica bioinorganica dei metalli tossici per antonomasia (introduzione; alluminio; cromo; piombo; cadmio; mercurio; arsenico; gadolinio; brevi storie con protagonisti metalli tossici) / 12. Chelazione dei metalli in medicina (introduzione; leganti e loro proprietà; trattamenti per le intossicazioni da metalli pesanti; malattie del ferro; malattie del rame; una storia di chelazione dei metalli) / 13. Biomineralizzazione (introduzione; nucleazione e crescita dei cristalli; formazione ossea; regolazione ossea; denti; recettori sensibili alla gravità o all'inerzia). “Metalli in medicina”: introduzione alla chimica inorganica medica, cenni di farmacocinetica e farmacodinamica, generalità sui tumori e sulla strategia chemioterapica. Si approfondiscono gli agenti alchilanti ed in particolare i complessi metallici quali agenti alchilanti (elettrofili): meccanismo d’azione, tossicità, complessi di Pt usati in clinica, regole SAR e progettazione di nuovi farmaci. Complessi organometallici: titanocene e rutenio-arene dicloruro (RAPTA). Chemioresistenza. I complessi attivabili nell’ambiente tumorale per acidità e/o riduzione (profarmaci). I derivati di Pt(IV). Applicazione dei concetti di “drug targeting and delivery” a composti del platino. Targeting attivo e passivo. Effetto EPR. Liposomi e lipoplatino. Complessi intercalanti del DNA. L’ossigeno tripletto/ singoletto ed i ROS (reactive oxygen species): complessi operanti per stress ossidativo al DNA (bleomicina attivata da cationi ferro) e complessi fotosensibilizzanti per terapia fotodinamica (metallo-porfirine). Complessi fotoattivabili Pt(IV)-azide. Complessi metallici per terapie diverse: complessi dell’Au(I) come anti-reumatici; complessi del Bi(III) come anti-ulcera, complessi a rapido rilascio di ossido di azoto (NO) p.e. sodio nitroprussiato, quali anti-ipertensivi nelle emergenze. Composti di Vanadile quale insulino-mimetici per il trattamento del diabete. Malaria e ferrochina; composti metallici per le malattie tropicali. Richiami di radiochimica. Medicina nucleare: radiofarmaci e radiodiagnostici. SPECT e Tecnezio 99-m. Generazione, riduzione e speciazione del Tecnezio. Radioisotopi dello Iodio e tiroide. PET e fluoroglucosio. BNCT e borani. Richiami di MRI.

Il programma prevede 11 moduli da 4 ore in cui si svilupperanno, trattando sia dal punto di vista teorico che pratico, i seguenti argomenti: Le domande delle scienze nella scuola secondaria. Nodi concettuali della biologia. Metodologie didattiche nella biologia. Flussi e cicli degli elementi. Evoluzione e selezione naturale. Concetto di specie e classificazione delle specie. Il record fossile. Evoluzione dell'uomo. Biodiversità. Gender Gap nella storia della scienza e nella scienza attuale. Citizen Science. L’ultimo modulo di 4 ore è dedicato alla visita e ad attività ad un Museo di Storia Naturale. L’ordine dello svolgimento dei temi potrebbe variare. Le esercitazioni verteranno sull’uso di microscopi ottici e stereomicroscopi per l’osservazione e il riconoscimento di invertebrati, utilizzo di chiavi dicotomiche per il riconoscimento di piante e animali, estrazione di acidi nucleici, registrazione ed analisi bioacustica, uso di database naturalistici per citizen science, laboratorio di statistica.

Durante il corso verranno illustrati i seguenti argomenti, alcuni approfonditi con esercitazioni pratiche in laboratorio che prevedono la stesura di un quaderno di laboratorio e una relazione finale individuale: 1. Allineamento sull'equipaggiamento e la strumentazione del laboratorio, la sicurezza nel laboratorio chimico-biologico. Misure quantitative in Biochimica. Il quaderno di laboratorio e l’allestimento di un esperimento. 2. Preparazione e manipolazione di un campione biologico: Uso e preparazione di soluzioni tampone; lisi cellulare; centrifugazione: centrifughe, rotori, centrifugazione differenziale e su gradiente di densità, tecniche di estrazione. Le colture cellulari: colture primarie, secondarie, linee. Metodiche colturali. 3. Biologia Molecolare e tecniche di analisi (struttura degli acidi nucleici, Geni e Genoma, Funzione degli acidi nucleici, Manipolazione degli acidi nucleici, strumenti di base e tecniche di analisi, isolamento e separazione di acidi nucleici, la reazione a catena polimerasica (PCR), analisi della sequenza dei nucleotidi, analisi e manipolazione dell’ espressione genica (DNA ricombinante e trasfezioni), analisi dell’intero genoma umano. 4. Tecniche di purificazione e analisi delle proteine: struttura, procedure di purificazione, caratterizzazione e di analisi delle funzioni, analisi delle proprietà ioniche degli amino acidi e delle proteine. Tecniche cromatografiche, tecniche elettroforetiche e dosaggio delle proteine (metodi spettrofotometrici). 5. Le tecniche immunochimiche. Nozioni su antigene e anticorpo, anticorpi monoclonali e loro preparazione. Immunoblotting e i saggi immunologici, Sistemi di dosaggio immunologico basati sulla immunoprecipitazione e sulla marcatura di antigeni od anticorpi con enzimi (ELISA) e (RIA). 6. Cenni di immunofluorescenza, immunocitochimica, microscopia, cito-fluorimetria e principali applicazioni. 7. Scienze omiche e biologia di sistema. Principi di base della spettrometria di massa: cenni di proteomica e metabolomica e applicazioni. Bioenergetica.

Studio approfondito dei vari apparati (cardiovascolare, respiratorio, renale, endocrino, digerente, nervoso).

Parte I: Ecologia applicata. Generalità, impatto antropico, alterazioni dei cicli biogeochimici, piogge acide, effetti delle piogge acide, eutrofizzazione, effetti dell’eutrofizzazione, effetto serra, riscaldamento globale, cambiamenti climatici, biodiversità, indici di biodiversità, perdita della biodiversità, alterazioni dell’habitat, specie invasive, interazioni tra specie, sovrasfruttamento delle risorse, salvaguardia della biodiversità, Parchi aree protette e AMP. Parte II: Ecotossicologia e biomonitoraggio. Parte generale, contaminanti, tipologie di contaminanti (metalli pesanti, idrocarburi policiclici aromatici, pesticidi, pcb, diossine, PFAS, interferenti endocrini, microplastiche), sorgenti naturali ed antropiche dei contaminanti, trasporto e dispersione, matrici, concetto di tossicità, destino di un composto chimico in un sistema biologico, trasferimento degli inquinanti lungo le catene trofiche, bioconcentrazione, bioaccumulo, biomagnificazione, Intercorrelabilità degli effetti degli inquinanti, saggi tossicologici, curva di tossicità, soglie di tossicità Saggi ecotossicologici, biodisponibilità, biomonitoraggio ambientale: generalità, triad approach, bioindicazione, organismi bioindicatori, generalità sui biomarkers, destabilizzazione delle membrane lisosomiali, neutral red retention assay, alterazioni morfometriche delle cellule del sistema immunitario, modificazioni del citoscheletro, enzimi antiossidanti, metallotioneine, attività acetilcolinesterasica, genotossicità, micronuclei, comet assay, programmi di biomonitoraggio, mussel watch. Parte III: Analisi degli impatti ambientali. Testo unico ambientale, valutazione di impatto ambientale, valutazione ambientale strategica, valutazione di incidenza Ecological Risk Assessment: obiettivi gestionali, modello concettuale, fase analitica, caratterizzazione del rischio, fase gestionale, danno ambientale, relazioni causa effetto, bonifiche, bioremediation. Parte IV: Ecologia dei sistemi agricoli. Generalità, agroecosistema, paesaggi agricoli, suolo, profilo dei suoli, tessitura, humificazione, mineralizazzione, acqua nel terreno, porosità, permeabilità, pH e temperature del suolo, uso non sostenibile del suolo: compattazione, erosione, impermeabilizzazione, salinizzazione, desertificazione, flusso energetico nei sistemi agricoli, biotopo, biocenosi, interazioni dell’agroecosistema, rendimento fotosintetico, fertilizzanti, fitofarmaci, Lotta biologica: cronostoria, integrated pest management, concetto di lotta biologica, utilizzo di entomofagi, parassitoidi, predatori, lotta microbiologica, metodologie di lotta biologica, vantaggi della lotta biologica.

Le interazioni tra piante e ambiente in un contesto filogenetico. Interazioni delle piante con alcuni fattori di stress abiotico. Principali inquinanti ambientali e loro impatto sulle piante. Cenni di fitorisanamento. Il metabolismo secondario nelle interazioni tra piante e ambiente. Interazioni biotiche delle piante, con particolare riferimento alle interazioni tra piante e microrganismi.

1. Statistica descrittiva. I dati statistici. Popolazioni e campioni. Variabili statistiche. Rappresentazioni grafiche di variabili statistiche: diagrammi a barre, istogrammi, boxplot. I principali indici descrittivi delle variabili statistiche: indici di posizione e di variabilità. 2. Probabilità. Definizioni di probabilità. Probabilità condizionata. Il modello binomiale. La legge normale. Eventi rari e tempi di attesa. 3. Introduzione alla statistica inferenziale, con un approfondimento su alcuni test statistici. Stima puntuale e per intervalli di confidenza per media e varianza. La distribuzione t di Student. 4. Regressione lineare. Regressione lineare semplice. Determinazione della retta di regressione. Valutazione della bontà del modello. 6. Analisi di dati categorici. Test del chi-quadrato di adattamento. Tabelle di contingenza e test del chi-quadrato di indipendenza. 7. Analisi di casi di studio con il software R e discussione degli output.

Tecniche di censimento e indici per il monitoraggio ambientale. Generalità su teoria e tecniche di censimento: censimenti completi o campionamenti. Stima indiretta dell’entità delle popolazioni animali, affidabilità e precisione delle stime, bilancio precisione/costi. Conteggi diretti. Metodi di cattura-ricattura. Campionamenti: casuali, regolari, a cluster, multilivello, stratificati. Indici di abbondanza. Standardizzazione degli indici. Calibrazione degli indici. Teoria dei censimenti con i metodi dei transetti e dei punti. Uso di tecniche di censimento e indici applicati a vari taxa di viventi: vegetali (cenni), invertebrati, pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi. Stima indiretta dell’entità delle popolazioni animali. Genetica di conservazione: di cosa si occupa, principali tecniche monitoraggio e censimenti tramite genetica; gestione specie in via di estinzione. Gestione e conservazione della natura: Conservazione di specie o ambienti; Direttive; basi ecologiche per stabilire il valore della biodiversità. Gestione e prelievo delle popolazioni naturali; reintroduzione e ripopolamento. Gestione di specie a impatto negativo. Uso degli atlanti della distribuzione delle specie. Estinzioni; Liste rosse; Specie aliene; Popolazione minima vitale MVP. Minacce alla biodiversità Bioindicatori: Utilizzo di alcuni gruppi animali come indicatori dello stato ambientale: dettagli riguardo agli uccelli, i mammiferi e gli invertebrati (Odonati). Sono previsti seminari di esperti su specifici argomenti, utilizzo di softwares dedicati, esercitazioni e visite in campo e in museo.

1) I segnali extracellulari e i recettori di membrana. Ormoni, fattori di crescita e neurotrasmettitori: segnali endocrini, paracrini e autocrini. Recettori di membrana. Recettori associati a proteine G trimeriche. Recettori per canali ionici. Recettori per citochine. Recettori con associata attività serina/treonina chinasica. Recettori con associata attività tirosina chinasica. 2) Le vie di trasduzione del segnale. L'adenilato ciclasi, l’ AMP ciclico, PKA e CREB. Proteine G monomeriche e loro regolazione. Ciclo dei fosfoinositidi e domini PH e PX. Fosforilazioni in tirosina e serina/treonina e domini SH2, PTB, 14-3-3 e FHA. Altri domini di interazione proteica SH3, WW, PDZ ed EH. La vie di trasduzione del segnale dalla membrana al nucleo: La via di trasduzione di Ras e MAPK. La via di trasduzione di PI3K e Akt. Le vie di trasduzione di Jaks e Stats. La via di trasduzione di TGFb/SMADs. Le vie di Wnt, Notch “Cross-talk” tra vie di trasduzione del segnale. 3) Regolazione della trascrizione: I microRNA Regolazione dei microRNA Meccanismi di RNA interference nella cellula. 4) Controllo post-trascrizionale Modificazioni e trasporto degli RNA messaggeri Struttura degli mRNA negli eucarioti. “Capping” e poliadenilazione. Trasporto di mRNA dal nucleo al citoplasma. Funzione delle proteine hnRNP e meccanismo di trasporto dal nucleo al citoplasma e dal citoplasma al nucleo. RNA editing. Sequenze regolatorie nel 5’ e 3’ UTR. Controllo della stabilità degli mRNA. Regolazione della stabilità dell’mRNA per il recettore della transferrina. Significato funzionale e meccanismi di localizzazione intracellulare degli mRNA in cellule specializzate e durante lo sviluppo embrionale. 5) Controllo traduzionale e post-traduzionale Controllo della traduzione: elementi regolativi e fattori coinvolti. Regolazione della traduzione dell’mRNA per la ferritina. Controllo della localizzazione intracellulare delle proteine. Segnali e meccanismi di localizzazione per proteine nucleari, di membrana e secrete. 6) Bioinformatica Banche dati genomiche Next generation sequencing e sue applicazioni per lo studio dell'espressione genica e dello splicing alternativo Metodologie computazionali per lo studio dei microRNA e della genomica funzionale

MELE Introduzione al corso -Il laboratorio di immunogenetica -Utilizzo delle aree di lavoro e criteri di pulizia -Wipe test -L’estrazione del DNA -Il sistema HLA -HLA e malattie -PCR-SSP -PCR-SSO -PCR-SBT -Rivelazione su gel di agarosio -Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche -Registro dei donatori di midollo -Clean room e stanza di criopreservazione -Linee guida per la stanza criobiologica -Campionamento, congelamento e stoccaggio di CSE -CFU-GM -Separazione della linea linfoide e mieloide mediante gradiente di densità -Chimerismo -Procedure di accreditamento EFI e JACIE -Attività di Data Management MAZZUCCO introduzione al corso - concetti di medicina rigenerativa - elementi principali: cellule, scaffold, biomolecole - principali tecniche di laboratorio - controlli di qualità

Durante il corso verranno illustrati i seguenti argomenti, alcuni approfonditi con esercitazioni pratiche in laboratorio che prevedono la stesura di un quaderno di laboratorio e una relazione finale individuale: 1. Allineamento sull'equipaggiamento e la strumentazione del laboratorio, la sicurezza nel laboratorio chimico-biologico. Misure quantitative in Biochimica. Il quaderno di laboratorio e l’allestimento di un esperimento. 2. Preparazione e manipolazione di un campione biologico: Uso e preparazione di soluzioni tampone; lisi cellulare; centrifugazione: centrifughe, rotori, centrifugazione differenziale e su gradiente di densità, tecniche di estrazione. Le colture cellulari: colture primarie, secondarie, linee. Metodiche colturali. 3. Biologia Molecolare e tecniche di analisi (struttura degli acidi nucleici, Geni e Genoma, Funzione degli acidi nucleici, Manipolazione degli acidi nucleici, strumenti di base e tecniche di analisi, isolamento e separazione di acidi nucleici, la reazione a catena polimerasica (PCR), analisi della sequenza dei nucleotidi, analisi e manipolazione dell’ espressione genica (DNA ricombinante e trasfezioni), analisi dell’intero genoma umano. 4. Tecniche di purificazione e analisi delle proteine: struttura, procedure di purificazione, caratterizzazione e di analisi delle funzioni, analisi delle proprietà ioniche degli amino acidi e delle proteine. Tecniche cromatografiche, tecniche elettroforetiche e dosaggio delle proteine (metodi spettrofotometrici). 5. Le tecniche immunochimiche. Nozioni su antigene e anticorpo, anticorpi monoclonali e loro preparazione. Immunoblotting e i saggi immunologici, Sistemi di dosaggio immunologico basati sulla immunoprecipitazione e sulla marcatura di antigeni od anticorpi con enzimi (ELISA) e (RIA). 6. Cenni di immunofluorescenza, immunocitochimica, microscopia, cito-fluorimetria e principali applicazioni. 7. Scienze omiche e biologia di sistema. Principi di base della spettrometria di massa: cenni di proteomica e metabolomica e applicazioni. Bioenergetica.

Diversità cellulare e diversità biologica. Tappe nell’evoluzione della cellula eucariote. Evoluzione della pluricellularità e del differenziamento. Organizzazione della cellula eucariote. Principi e modalità generali della comunicazione cellulare. Compartimenti cellulari e smistamento delle proteine. Trasporto di molecole fra nucleo e citosol. Trasporto di proteine nei mitocondri e cloroplasti. I perossisomi. Il reticolo endoplasmatico. Il trasporto dal RE verso l’apparato di Golgi. Endocitosi. Esocitosi. Elementi strutturali del citoscheletro (microfilamenti, microtubuli, filamenti intermedi, proteine associate). Struttura e funzione dei motori proteici (miosine, dineine, chinesine). I movimenti intracellulari su binari di actina. I movimenti intracellulari su binari di tubulina. I movimenti cellulari per strisciamento su substrato. Colture cellulari. Linee cellulari primarie: ottenimento e mantenimento. Disaggregazione dei tessuti e colture primarie. Separazione e caratterizzazione di specifici tipi cellulari presenti in un tessuto. Linee cellulari stabilizzate e/o immortalizzate. Biologia delle cellule coltivate (Vantaggi e svantaggi delle colture cellulari) Approccio pratico alle colture cellulari. Equipaggiamento di laboratorio: Tecniche asettiche. Misure di sicurezza, rischi associati all'utilizzo di organismi geneticamente modificati. L'ambiente delle colture: substrati, medium di coltura, temperatura, fattori di crescita, tipi di siero e additivi chimici ecc. Adesione cellulare. Cinetiche di crescita. Metodi di valutazione della proliferazione cellulare. Trasfezioni temporanee e stabili. La cellula in microgravità. Sono consigliate lezioni al microscopio al fine di riconoscere preparati istologici.

1) I segnali extracellulari e i recettori di membrana. Ormoni, fattori di crescita e neurotrasmettitori: segnali endocrini, paracrini e autocrini. Recettori di membrana. Recettori associati a proteine G trimeriche. Recettori per canali ionici. Recettori per citochine. Recettori con associata attività serina/treonina chinasica. Recettori con associata attività tirosina chinasica. 2) Le vie di trasduzione del segnale. L'adenilato ciclasi, l’ AMP ciclico, PKA e CREB. Proteine G monomeriche e loro regolazione. Ciclo dei fosfoinositidi e domini PH e PX. Fosforilazioni in tirosina e serina/treonina e domini SH2, PTB, 14-3-3 e FHA. Altri domini di interazione proteica SH3, WW, PDZ ed EH. La vie di trasduzione del segnale dalla membrana al nucleo: La via di trasduzione di Ras e MAPK. La via di trasduzione di PI3K e Akt. Le vie di trasduzione di Jaks e Stats. La via di trasduzione di TGFb/SMADs. Le vie di Wnt, Notch “Cross-talk” tra vie di trasduzione del segnale. 3) Regolazione della trascrizione: I microRNA Regolazione dei microRNA Meccanismi di RNA interference nella cellula. 4) Controllo post-trascrizionale Modificazioni e trasporto degli RNA messaggeri Struttura degli mRNA negli eucarioti. “Capping” e poliadenilazione. Trasporto di mRNA dal nucleo al citoplasma. Funzione delle proteine hnRNP e meccanismo di trasporto dal nucleo al citoplasma e dal citoplasma al nucleo. RNA editing. Sequenze regolatorie nel 5’ e 3’ UTR. Controllo della stabilità degli mRNA. Regolazione della stabilità dell’mRNA per il recettore della transferrina. Significato funzionale e meccanismi di localizzazione intracellulare degli mRNA in cellule specializzate e durante lo sviluppo embrionale. 5) Controllo traduzionale e post-traduzionale Controllo della traduzione: elementi regolativi e fattori coinvolti. Regolazione della traduzione dell’mRNA per la ferritina. Controllo della localizzazione intracellulare delle proteine. Segnali e meccanismi di localizzazione per proteine nucleari, di membrana e secrete. 6) Bioinformatica Banche dati genomiche Next generation sequencing e sue applicazioni per lo studio dell'espressione genica e dello splicing alternativo Metodologie computazionali per lo studio dei microRNA e della genomica funzionale

Malattie del Sangue Lezione 1a: Il sangue le sue funzioni: la componente plasmatica la cascata emocoagulativa Lezione 1b: Le funzioni degli elementi cellulari maturi: globulo rosso, piastrina granulocita Lezione 2a: Fisiologia del sistema immunitario I Lezione 2b: Fisiologia del sistema immunitario II Lezione 3a: l’emopoiesi e la cellula staminale Lezione 3b: La plasticità delle cellule staminali Lezione 4a: Patologie del globulo rosso e della sua maturazione: anemie carenziali Lezione 4b: Patologie del globulo rosso e della sua maturazione: anemie emolitiche da causa estrinseca Lezione 5a: Genetica dell’emoglobina Lezione 5b: Anemia Falciforme Lezione 6a: Talassemia Lezione 6b: altre emoglobinopatie e altre patologie ereditarie del globulo rosso Lezione 7a: Inquadramento delle patologie della cellula staminale emopoietica: cenni alle forme genetiche Lezione 7b: L’anemia aplastica Lezione 8a: L’emoglobinuria parossistica notturna Lezione 8b: Meccanismi di cancerogenesi nel compartimento mieloide Lezione 9a: le sindromi mielodisplastiche I Lezione 9b: le sindromi mielodisplastiche II Lezione 10a: Malattie mieloprolifertive croniche I Lezione 10b: Malattie mieloproliferative croniche II Lezione 11a: La leucemia mieloide cronica I Lezione 11b: La leucemia mieloide cronica II Lezione 12a: Le leucemie mieloidi acute I Lezione 12b: Le leucemie mieloidi acute II Lezione 13a: Meccanismi di cancerogenesi nel compartimento linfoide: lesioni premaligne Lezione 13b: epidemiologia delle malattie linfoprolifertive Lezione 14a: Antigen-driven lymphomagenesis Lezione 14b: Cenni sulle metodologie impiegate per l’inquadramento delle malattie linfoproliferative Lezione 15a: La leucemia linfoblastica acuta Lezione 15b: il linfoma di Hodgkin Lezione 16a: linfomi non Hodgkin I Lezione 16b. Linfomi non Hodgkin II Lezione 17a: Linfomi non Hodgkin III Lezione 17b: la leucemia linfatica cronica Lezione 18a: Le gammopatie monoclonali: inquadramento Lezione 18b: Il mieloma multiplo I Lezione 19a: Il mieloma multiplo II Lezione 19b: Gammopatie Monoclonali di significato incerto (MGUS) ed amiloidosi Lezione 20a: Targeted Therapies in oncoematologia Lezione 20b: Anticorpi monoclonali in ematologia Lezione 21a: CAR-T cells Lezione 21b: Altre terapie cellulari Lezione 22a: l: Il trapianto di cellule staminali I. Biologia Lezione 22b: Il trapianto di cellule staminali II. Effetti fisiopatologici. Graft vs host disease, Graft vs leukemia 23a: I trials clinici I 23b: I trials clinici II 24 a + b: Domande e chiarimenti

Studio approfondito dei vari apparati (cardiovascolare, respiratorio, renale, endocrino, digerente, nervoso).

Malattie polmonari e delle basse vie respiratorie (1CFU) Manifestazione cliniche delle alterazioni polmonari. Malattie polmonari restrittive: l’aspirazione, l’atelettasia, la brochiectasia, la bronchiolite, la fibrosi polmonare, l’edema polmonare e la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS). Malattie polmonari ostruttive: asma e broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). Patologia infettiva acuta del tratto respiratorio inferiore: le polmoniti, la tubercolosi, la bronchite. Malattie del tratto gastrointestinale e dei principali organi annessi (1CFU) Manifestazione cliniche delle disfunzioni gastrointestinali Disturbi della motilità (disfagia, malattia da reflusso gastroesofageo, ernia iatale, stenosi pilorica, occlusione intestinale) Gastrite Malattia ulcerosa peptica: ulcere duodenali e gastriche Sindromi da malassorbimento Malattia infiammatoria cronica intestinale e sindrome del colon irritabile Patologie del fegato, della colecisti e del pancreas Malattie del rene e delle vie urinarie (1CFU) Ostruzione delle alte e delle basse vie urinarie Infezioni delle vie urinarie Glomerulopatie (glomerulonefrite e sindromi nefrosica e nefritica) Insufficienza renale acuta e cronica Fisiopatologia del sistema endocrino (1CFU) Ipofisi: adenomi ipofisari, ipopituitarismo e iperpituitarismo. Tiroide: ipo- e iper-tiroidismo, il gozzo, le tiroiditi. Pancreas endocrino: aspetti eziopatogenetici del diabete mellito. Corticale del surrene: insufficienza surrenocorticale, sindromi ipersurrenaliche. Midollare del surrene: feocromocitoma. Fisiopatologia del sistema cardiovascolare (1CFU) Struttura e funzione dei vasi sanguigni. Patologia vascolare ipertensiva Aterosclerosi (meccanismi di formazione della placca aterosclerotica e conseguenze) Aneurismi, dissecazioni e vasculiti Struttura del cuore. Scompenso cardiaco; cardiopatie, aritmie e cardiomiopatie Malattie degli eritrociti e dei globuli bianchi (1CFU) Anemie (anemie emolitiche e da diminuita eritropoiesi) Leucopenia e Leucocitosi Neoplasie linfoidi (linfoma di Hodgkin, neoplasie dei precursori B- e T- cellulari, delle cellule B periferiche, delle cellule T e NK periferiche) Neoplasie mieloidi (leucemia mieloide acuta, sindromi mielodisplastiche, malattie mieloproliferative)

1. Statistica descrittiva. I dati statistici. Popolazioni e campioni. Variabili statistiche. Rappresentazioni grafiche di variabili statistiche: diagrammi a barre, istogrammi, boxplot. I principali indici descrittivi delle variabili statistiche: indici di posizione e di variabilità. 2. Probabilità. Definizioni di probabilità. Probabilità condizionata. Il modello binomiale. La legge normale. Eventi rari e tempi di attesa. 3. Introduzione alla statistica inferenziale, con un approfondimento su alcuni test statistici. Stima puntuale e per intervalli di confidenza per media e varianza. La distribuzione t di Student. 4. Regressione lineare. Regressione lineare semplice. Determinazione della retta di regressione. Valutazione della bontà del modello. 6. Analisi di dati categorici. Test del chi-quadrato di adattamento. Tabelle di contingenza e test del chi-quadrato di indipendenza. 7. Analisi di casi di studio con il software R e discussione degli output.

Parte I – Tecniche strumentali di analisi. Introduzione alle tecniche spettroscopiche, la radiazione elettromagnetica, assorbimento, emissione, fluorescenza, fosforescenza. Assorbimento UV-visibile molecolare: principio, strumentazione, applicazioni. Tecniche elementari: introduzione, assorbimento atomico a fiamma e a fornetto, strumentazione, interferenze, metodi di correzione, applicazioni; plasma ad accoppiamento induttivo, strumentazione, applicazioni. Tecniche cromatografiche: introduzione, teoria dei piatti e delle velocità, cromatografia liquida (meccanismi, strumentazione, applicazioni), gascromatografia (meccanismi, strumentazione, applicazioni). Tecniche elettroforetiche: elettroforesi capillare, tecniche di immunoprecipitazione elettroforetiche e non, tecniche in gel, applicazioni. Indici di performance di un metodo analitico (LOD, LOQ, recupero, range dinamico e lineare, robustezza, incertezza di misura, esattezza, ripetibilità, etc.). Parte II – Analisi di campioni biologici. Metodi di prelievo e conservazione del campione. Determinazioni analitiche nel laboratorio chimico-clinico: bilancio elettrolitico, oligoelementi, calcio, magnesio e cationi maggiori, lipidi e lipoproteine, metabolismo delle proteine, bilirubina e molecole relazionate all’ittero, metabolismo dei carboidrati, bilancio del rimodellamento osseo, enzimi, marcatori circolanti, ormoni, esami delle urine. Parte III – Biomarcatori. Introduzione ai metodi multivariati. Metodi monovariati: test T-student. Metodi multivariati: correlazione, pre-trattamento del dato, analisi delle componenti principali, metodi di classificazione, il problema dell’identificazione di biomarcatori, matrice di confusione, sensibilità, specificità, precisione, accuratezza, non-error-rate%, curva ROC.

La natura della cellula tumorale: proliferazione cellulare, apoptosi, angiogenesi, metastasi Oncogeni ed oncosoppressori. Fattori di crescita, recettori e cancro. Le telomerasi. Sviluppo del cancro ed evoluzione darwiniana. Cellule staminali tumorali. Virus oncogeni. Sistema immunitario e cancro. Il metabolismo dei tumori. Le terapie antitumorali di precisione. Morfologia della cellula neoplastica epiteliale: applicazione pratica della definizione di displasia. Morfologia della cellula neoplastica non epiteliale: acquisizione del fenotipo totipotente. Morfologia tissutale delle neoplasie maligne. Alterazioni morfologiche tissutali e cellulari dopo terapia neoadiuvante: indici morfologici di risposta terapeutica.

1. Il controllo dell’espressione genica regolazione trascrizionale. •Ripasso dei concetti di base della regolazione trascrizionale nei procarioti •Ripasso dei concetti di base della regolazione trascrizionale negli eucarioti •La cromatina •Gli attivatori e i repressori trascrizionali •Coattivatori e corepressori trascrizionali •Enhanceosoma e controllo dell’espressione i genica •Regolazione trascrizionale di programmi complessi: lo sviluppo della Drosophila e la regolazione circadiana. •Genoma e epigenoma: •Le modificazioni epigenetiche: modificazioni covalenti degli istoni, il codice istonico •Le modificazioni epigenetiche: la metilazione del DNA 2. Il controllo dell’espressione genica post-trascrizionale • Coordinamento tra trascrizione, maturazione e trasporto dell’RNA: la fabbrica dell’espressione genica •L’interferenza dell’RNA e i microRNA: funzioni fisiologiche e patologiche •Altri RNA codificanti. I long non coding RNAs 3. Tecniche per l’analisi della regolazione trascrizionale • Saggi reporter • Analisi dei promotori per delezione • Saggi EMSA • Saggio di Immuniprecipitazione della cromatina • Analisi del posizionamento dei nucleosomi 4. Principali applicazioni e ricadute della tecnologia del DNA ricombinante • Caratterizzazione dei geni • Produzione di proteine ricombinanti • Produzione di antigeni ricombinanti e vaccini a DNA • Terapia genica 5. Analisi dell’espressione genica e cenni di bioinformatica • Northern e western blotting • Reverse-transcription- (RT)-PCR • Real time PCR • Ribonuclease protection assay • Ibridazione in situ • Microarray • Tecniche di sequenziamento NGS • Allineamento di sequenze: classificazione, sistemi di scoring, algoritmi esatti ed euristici • Algoritmi di allineamento multiplo progressivo Positional Weight Matrices e analisi di siti di legame di fattori di trascrizione Analisi dell'espressione genica: class comparison. Analisi dell'espressione genica: class discovery. Ontologie e annotazione funzionale del genoma

• 1 Evoluzione molecolare dei genomi. Alberi filogenetici; procedure per la costruzione degli alberi filogenetici (metodi UPGMA, NJ, MP, ML). Revisione dei tassi di mutazione nel genoma umano: approcci di stima dei tassi di mutazione a livello genomico; evoluzione dei parametri di stima del tasso di evoluzione e revisione delle divergenze evolutive umane. Dinamiche evolutive dell’ordine dei geni negli eucarioti: organizzazione non casuale dell’ordine dei geni; meccanismi che governano la co-espressione e il linkage di geni negli eucarioti. Evoluzione dei siti di legame di fattori di trascrizione: conservazione e divergenze nei siti di legame; meccanismi che generano divergenze nei siti di legame. Dinamiche evolutive dei trascrittomi: evoluzione dei livelli di espressione per geni e splicing; relazione tra evoluzione della trascrizione e organismi/tessuti/sesso; elementi regolativi nella evoluzione del trascrittoma. • 2 Regolazione della espressione genica negli eucarioti. Principali meccanismi di regolazione della espressione genica. Programmi trascrizionali e cellule pluripotenti/differenziate. Mutazioni delle regioni regolatorie e fenotipi patologici. Mutazioni nello splicing e patologie. Dinamiche di accessibilità ai genomi: sistemi usati per valutare accessibilità a regioni genomiche; fattori che influenzano la occupazione dei nucleosomi; variazioni della struttura della cromatina in relazione a posizioni, temperatura, replicazione del DNA. Sequenze di regolazione: sistemi per la loro identificazione; relazioni tra siti di regolazione predetti e presenti in vivo; influenza della struttura dei siti di legame sulla trascrizione. Enhancer: effetti di modificazioni epigenetiche sulle funzioni degli enhancer; chromosome conformation capture e influenza di conformazioni tridimensionali sulla funzione degli enhancer. Modalità di funzione dei fattori di trascrizione: meccanismi di cooperazione indiretta e diretta dei fattori di trascrizione; modelli di attività degli enhancer; cambiamenti dinamici degli enhancer nella progressione dello sviluppo cellulare; cooperazione sinergica e gerarchica nella funzione degli enhancer. Meccanismi molecolari della risposta trascrizionale agli stress: riprogrammazione trascrizionale in risposta agli stress; attivazione e repressione di geni di risposta allo stress. Regolazione della trascrizione nelle piante: regolazione genica per la transizione alla fioritura. • 3 Epigenetica. Principali modificazioni epigenetiche nel DNA e negli istoni. Writer e reader. RNA non codificanti. Pattern di metilazione del DNA nelle piante e negli animali: metilazione de novo nei mammiferi e nelle piante (processi epigenetici nelle linee germinali); mantenimento dei pattern di metilazione CG negli animali e piante e CHG nelle piante; demetilazione attiva e passiva nel DNA. Regolazione epigenetica della espressione genica mediata da RNA: metilazione del DNA guidata da small-RNA nelle piante e in lievito. Regolazione epigenetica della differenziazione cellulare: panorama epigenetico delle cellule embrionalistaminali (ES) e modificazioni nel differenziamento; modificatori della cromatina nel differenziamento embrionale pre-impianto; pre-patterning della cromatina nella specificazione della linea cellulare; stabilità delle modificazione della cromatina. Small RNA nelle piante: meccanismi di diversificazione degli small RNA; biogenesi degli small RNA primari e secondari; modificazioni e degradazione degli small RNA; effetti mediate da small RNA (paramutazione, ruolo nella gametogenesi). Sfruttamento dela variabilità epigenetica nel miglioramento delle piante: distribuzione dei pattern di metilazione nei genomi delle piante; variazione epigenetica naturale e indotta (variazioni epigenetiche in incroci, in poliploidi, in colture di tessuti e il caso del fenotipo mantled nella palma da olio). • 4 Genome editing. Sistemi di editing disponibili (ZFNs, TALENs, CRISPR/CAS9); sistemi di riparazione del DSB nell’editing del DNA; dettagli del funzionamento di CRISP/Cas9 e sua origine; esempi di applicazioni di editing nelle piante; evoluzioni e applicazioni addizionali di CRISPR/Cas9 nelle analisi genomiche. • 5 Genetica del cancro. Cancro e ciclo cellulare; esempi di tumori originatisi da riarrangiamenti cromosomici; geni oncosoppressori e loro funzioni principali; retrovirus e oncogeni virali; proto-oncogeni; meccanismi di attivazione di oncogeni; alcune indicazioni sulla base molecolare dell’oncogenesi. Genomica funzionale del cancro, approcci quantitativi e multiplexati: complessità delle alterazioni genetiche nel cancro; sistemi di gene targeting e di espressione inducibile condizionata; valutazioni funzionali in vivo di oncosoppressori, oncogeni e geni di fusione; analisi funzionali multiplexate. Eterogeneicità nel cancro: evoluzione genetica nei tumori: selezione positiva, negativa, punctuated, bulk- e single-cell sequencing, campionamenti; approcci per la verifica di selezione in atto nei tumori; pattern di evoluzione del cancro e implicazioni; evoluzione di resistenze genetiche ai trattamenti. Approcci epigenetici nel cancro: effetti di inibitori della metilazione del DNA (DNMTi) nelle terapie epigenetiche; effetti di DNMTi su riattivazione di ERV; pathways per induzione di risposte a terapia epigenetica; riprogrammazione epigenetica CTL. Meccanismi di resistenza al cancro in mammiferi longevi: meccanismi di resistenza al cancro basati su senescenza replicativa e riduzione delle divisioni cellulari; meccanismi di resistenza al cancro in mammiferi longevi con massa corporea di piccole o grandi dimensioni.

Micronutrienti, vitamine e coenzimi . Minerali. Correlazioni struttura e funzione. Visualizzazione di strutture molecolari con il software rasmol. Attività di laboratorio su analisi proteomica di matrici alimentari. Macronutrienti, vie di assimilazione e biosintesi. Biosintesi di aminoacidi. Biosintesi di lipidi (colesterolo, acidi grassi). Metabolismo della fibra, metabolismo del fruttosio. Funzioni del microbiota intestinale. Allattamento, allergie alle proteine del latte. Nutraceutici. Basi biochimico-molecolari dei principali stati patologici correlati alla nutrizione umana (ipercolesterolemia, diabete, celiachia, tossicità dell’etanolo)

Effetti indotti sui vegetali da stress ambientali abiotici, come stress idrico, salino, da metalli pesanti; possibili risposte a condizioni di stress, sia a livello di organo, sia a livello a livello cellulare e molecolare (ROS, metallotioneine, fitochelatine, etc.). Tipologie di inquinamento. Test per valutare la genotossicità di suoli e acque mediante l’uso di organismi vegetali (comet test, TUNEL test, indice delle aberrazioni cromosomiche, test dei micronuclei). Fitodepurazione (sistemi acquatici a microfite e a macrofite, zone umide) e rinaturalizzazione degli ambienti acquatici. Fitorisanamento. Biomonitoraggio tramite vegetali.Stress biotici: simbiosi patosistiche. Verranno illustrati dettagliatamente alcuni casi di studio. La seconda parte sarà focalizzata sullo studio di alcuni aspetti relativi agli alimenti vegetali funzionali (nutraceutici), le principali classi di metaboliti secondari nelle piante ed il loro ruolo anche nelle interazioni con l'ambiente; i principali principi attivi delle piante “medicinali”. Le piante ad uso alimentare. Cenni di Botanica forense. Interazioni benefiche piante-microrganismi. Biostimolanti e Biofertilizzanti. Casi studio.

I nutrienti negli alimenti: proteine, carboidrati e lipidi. Aminoacidi: proprietà chimiche di interesse alimentare. Aminoacidi essenziali e limitanti, concetto di complementarietà e contemporaneità, integrazione e arricchimento. Carboidrati. Caratteristiche chimiche di interesse alimentare. Le reazioni di Maillard. Lipidi alimentari, composizione e classificazione. Acidi grassi essenziali. Frazione insaponificabile dei lipidi alimentari. Vitamine liposolubili e idrosolubili. Minerali, acidi organici. Polifenoli di interesse alimentare: principali classi. Cereali e derivati. Produzione di farine, pane e pasta alimentare. I lipidi alimentari. Produzione, rettificazione, indurimento. Alterazioni dei lipidi. Grassi animali, olio di oliva, oli di semi, margarine. Alimenti di origine vegetale: prodotti freschi e conserve. Prodotti lattiero-caseari (latte, yogurt, formaggio, burro): preparazione e caratteristiche. Carne: caratteristiche e prodotti conservati. Prodotti ittici e conserve ittiche. Uova e prodotti di trasformazione. Bevande alcoliche. Vino: sistemi di vinificazione, composizione del vino, disciplina delle denominazione d'origine. Vini speciali. Acqueviti e liquori. Birra: composizione e tecnologia di preparazione. Additivi alimentari, studi di tossicità, DGA, tecnologia e campo d'impiego. Categorie di additivi: coloranti, dolcificanti, conservanti, antimicrobici, antiossidanti, stabilizzanti, addensanti, gelificanti, emulsionanti, esaltatori di sapidità e altri additivi. Coadiuvanti tecnologici e solventi di estrazione. Aromatizzanti. Tossicologia alimentare e sostanze indesiderabili negli alimenti: fattori antinutrizionali e tossici, allergeni alimentari, ammine biogene, micotossine, composti tossici dovuti ai trattamenti tecnologici, metalli pesanti, residui di pesticidi, residui di sostanze usate in zootecnia e farmaci veterinari, cessioni da contenitori e contaminanti ambientali.

Conservazione della natura: Minacce alla biodiversità; Conservazione di specie o ambienti; Direttive; basi ecologiche per stabilire il valore della biodiversità. Gestione e prelievo delle popolazioni naturali; reintroduzione e ripopolamento.Gestione di specie a impatto negativo. Atlanti della distribuzione delle specie. Estinzioni; Liste rosse; Specie aliene; Popolazione minima vitale MVP. Genetica di conservazione: di cosa si occupa, principali tecniche monitoraggio e censimenti tramite genetica; gestione specie in via di estinzione. Bioindicatori: Utilizzo di alcuni gruppi animali come indicatori dello stato ambientale: gli uccelli, i mammiferi, i macroinvertebrati fluviali (indice IBE) e gli invertebrati del suolo (indice QBS).Museologi scientifica: come funziona un museo di storia naturale, quali reperti conserva, catalogazione degli esemplari, extended specimen. Sono previsti seminari di esperti su specifici argomenti, utilizzo di softwares dedicati, esercitazioni e visite in campo e in museo.

Introduzione all’ecologia animale (livelli di organizzazione gerarchica, teoria della nicchia, habitat delle specie, demografia e concetto di capacità portante, ecologia delle comunità, ecologia del paesaggio, conservazione della biodiversità). Introduzione ai Censimenti faunistici: Perché censire gli animali? Definizione di conteggio o censimento. Censimenti assoluti o relativi. Censimenti spazialmente esaustivi o campionari. Distribuzioni casuali, regolari, aggregate. Censimenti campionari. Errori di censimento. Monitoraggi. Censimenti Uccelli: Studi distributivi. Censimenti. Metodi di Cattura-Marcatura-Ricattura. Metodi di studio della migrazione. Censire Mammiferi, Anfibi, Rettili e Pesci. Seminario di approfondimento tenuto da un esperto. Censire gli Insetti e altri invertebrati: Ricerca e cattura attiva. Trappole e altri metodi di cattura non selettiva. Estrazione e filtrazione dal substrato. Soppressione e conservazione. Tecniche di marcatura invertebrati. Introduzione alla cartografia. Carte di base e carte tematiche. Supporto cartaceo e informatizzato. Introduzione ai sistemi informativi geografici e campi di applicazione dei GIS. I software GIS e introduzione a QGIS. Apertura di QGIS, presentazione della vista, il menù progetto, il pannello layer. Lavorare con l’overlap dei layer. Decorazioni. La CTR del Piemonte. Creazione di una carta tematica utilizzando uno stile predefinito. Plugin e quickmapservices. Introduzione ai file vettoriali. Il concetto di shapefile. Proiezioni cartografiche e geodesia; Sistemi di coordinate geografiche. Lavorare sulla tabella attributi. Lavorare sui file vettoriali puntuali. Le proprietà del file vettoriale. Lavorare sulle simbologie. Categorizzazioni e graduazioni. Etichette. Creare un file vettoriale ex novo. Modificare il sistema di riferimento di un progetto. L’EPSG. Riproiettare un file vettoriale utilizzando un diverso sistema di riferimento. Calcolare le coordinate in gradi e in metri. Comprendere i fusi UTM. Layer WMS. File vettoriali lineari e poligonali. Geoprocessing. Files raster: utilizzo e gestione delle immagini raster. La terza dimensione. Geoprocessing. Rilevamento in campo di dati cartografici con l’ausilio di GPS e app. Banche dati naturalistiche. Layout di stampa Escursione in campo per applicare le nozioni e le abilità apprese a lezione.

no

Vedi sezione ‘Contenuti’ e ‘Obiettivi formativi’.

Peculiarità dei cristalli: stato cristallino e ordine reticolare. Operazioni di simmetria e combinazioni di operazioni di simmetria. Cella elementare e relazioni con le operazioni di simmetria. Piani reticolari. Struttura cristallina. Principi di crescita cristallina da soluzione: nucleazione omogenea ed eterogenea, accrescimento . Cristallochimica di cristalli/minerali importanti nel corpo umano (fosfati), che si formano nelle litiasi (acidi urici, urati, ossalati di calcio, fosfati, colesterolo), nelle calcificazioni. I minerali definiti per legge “amianti” e minerali asbestiformi non inseriti nella normativa; loro interazioni con l’ambiente biologico. Tecniche per la localizzazione, l’identificazione e la caratterizzazione dei cristalli/minerali: il microscopio ottico con luce polarizzata, direzioni di vibrazione dei cristalli e legge di Fresnel. Il microscopio elettronico con annessa microsonda chimica: caratterizzazione morfologica e chimica. Interpretazione degli spettri EDS. La spettroscopia micro-Raman e sue applicazioni sui minerali /cristalli di interesse biologico.

1) Richiami sui concetti fisici fondamentali quali: pressione, volume, velocità, peso, peso specifico, forza, temperatura, calore, carica elettrica in vari contesti di osservazione o esperienza. 2) Raccolta dati su variabili rilevanti di differenti fenomeni, ricerca di relazioni quantitative e loro espressione formale; unità di misura e ordini di grandezza. 3) Dal sapere scientifico al sapere insegnato: cenni sulla ricerca in didattica della fisica, sul costruttivismo e sulla progettazione di sequenze di insegnamento. 4) Progettazione e realizzazione di esperienze quali ad esempio: piano inclinato, galleggiamento, vasi comunicanti, riscaldamento dell’acqua, fusione del ghiaccio, costruzione di un semplice circuito elettrico. 5) Costruzione e utilizzo corretto del concetto di energia come quantità che si conserva; individuazione della sua dipendenza da altre variabili; riconoscimento dell’inevitabile produzione di calore nelle catene energetiche reali. 6) Realizzazione di esperienze quali ad esempio: mulino ad acqua, dinamo, elica rotante sul termosifone, riscaldamento dell’acqua con il frullatore. 7) Osservazione, modellizzazione e interpretazione dei più evidenti fenomeni celesti attraverso l’osservazione del cielo notturno e diurno, utilizzando anche planetari o simulazioni al computer (software Stellarium). Spiegazione, anche per mezzo di simulazioni, dei meccanismi delle eclissi di Sole e di Luna. 8) Realizzazione di esperienze quali ad esempio: costruzione di una meridiana, registrazione della traiettoria del Sole e della sua altezza a mezzogiorno durante l’arco dell’anno.

Durante l'insegnamento verranno sviluppate in una o più lezioni le seguenti macrotematiche: 1. Concetti base della sociobiologia 2. Costi e benefici della socialità nel mondo animale 3. Selezione di gruppo e altruismo 4. Evoluzione della socialità 5. Socialità in relazioni a condizioni ambientali e demografiche 6. La comunicazione come elemento fondamentale delle società animali 7. Eusocialità