Presentazione

Il Master Universitario di primo livello in "Applicazioni e Controlli Biotecnologici" è un corso di durata annuale a tempo pieno rivolto a studenti in possesso di un diploma di Laurea interessati a sviluppare una concreta professionalità nel campo delle biotecnologie, in particolare della produzione e controllo dei prodotti biotecnologici con particolare riguardo al loro impatto sull’ambiente e la vita dell’uomo. In tale ottica il Master si propone di fornire al mercato del lavoro nazionale ed estero specifici profili professionali, utili nei seguenti settori:

• Sviluppo e utilizzo di metodologie per la produzione, separazione e controllo dei prodotti biotecnologici
• Ricerca ed applicazione di nuove strategie profilattiche e terapeutiche per salvaguardare la vita vegetale, animale e dell'uomo
• Biotecnologie agro-alimentari per il miglioramento della produzione e delle qualità nutrizionali degli alimenti


Struttura del Master

• I Semestre
• II semestre
• Stages
• Esami di profitto
• Elaborato Finale
• Crediti
• Frequenza
• Diploma

Il corso degli studi è organizzato in due semestri. Il I° Semestre che va da dicembre a giugno ha un’impronta prettamente teorica e prevede interventi in aula tenuti da docenti universitari, ricercatori di enti pubblici e privati ed esperti di aziende biotecnologiche che apporteranno il contributo delle loro esperienze professionali. Il II° Semestre che va da settembre a novembre è caratterizzato da attività di laboratorio.

Ogni semestre è suddiviso in moduli didattici. Ciascun modulo, coordinato da un docente d’area, ha la durata di 5 giorni. Ogni giorno sarà dedicato ad un argomento che verrà trattato da uno o più docenti.

Programma

Biotecnologie Molecolari

Il modulo didattico, articolato in più sezioni, è disegnato per introdurre gli studenti del Master alla conoscenza dei principi e delle problematiche tecniche di alcune metodologie di recente sviluppo nella biologia molecolare che vengono correntemente utilizzate nella diagnostica avanzata, nei controlli biotecnologici e nella terapia genica.
Si inizierà con l’uso dei microarrays di DNA nello screening dell’espressione genica, nello studio dell’organizzazione dei genomi e nella diagnostica avanzata. Seguirà un approfondimento delle tecniche di immunoprecipitazione della cromatina e delle loro applicazione per la mappatura dei bersagli genomici di proteine regolatrici dell’espressione genica. Inoltre questa prima parte sarà integrata con un approccio guidato alla navigazione nelle grandi banche dati di genomica funzionale.
La seconda parte del modulo affronterà i principi su cui si basa la PCR quantitativa con particolare attenzione ai sistemi “real-time” e alle loro applicazioni pratiche. L’ultima parte del modulo vuole aprire una finestra sulle metodologie che consentono di interferire sull’espressione di geni bersaglio tramite l’uso di RNA a sequenza e struttura programmata


Biotecnologie Microbiche e Cellulari

Il modulo didattico è articolato in tre parti che riguardano:

I principi della trascrizione procariotica ed eucariotica e gli effetti della struttura della cromatina.
I sistemi modello nelle biotecnologie microbiche e cellulari: i batteriofagi filamentosi; il lievito Saccharomyces cerevisiae; le cellule animali.
L’evoluzione dei plasmidi e la resistenza agli antibiotici In particolare verranno approfondite le problematiche riguardanti i vettori di clonaggio, i sistemi di analisi genetica e molecolare, il “two-hybrid system” e le tecniche di trasfezione. Inoltre si affronterà il problema della produzione ed uso delle librerie genomiche, librerie di espressione e delle librerie di esposizione utilizzando le proteine fagiche gpD e gpV.


Biotecnologie Microbiche Industriali

Il modulo didattico è focalizzato su alcuni argomenti di attualità per quanto riguarda la acquisizione di conoscenze innovative su microrganismi dotati di rilevanti potenzialità applicative.
Ogni giorno sarà dedicato ad un argomento che verrà trattato da uno o due diversi docenti. In particolare verranno trattati: - Microorganismi e comunità microbiche – biofilm – approcci genomici allo studio delle comunità microbiche – biofilm contenenti lieviti: modelli utili per aspetti patologici ed industriali - Biodiversità microbica – i microrganismi non coltivabili – la Metagenomica: concetti, approcci sperimentali e loro validazione – metagenomica ed analisi funzionale – Metodiche di imaging di studio delle comunità microbiche (FISH) - casi selezionati da letteratura corrente.
- Ambienti estremi ed estremofili – Il dominio ARCHEA: aspetti della fisiologia e delle potenzialità biotecnologiche dei principali Phylum del dominio - casi selezionati da letteratura corrente
- Produzione di proteine ricombinanti in vari sistemi-ospiti (batteri, lieviti, cellule di insetto e di mammifero) – stato dell’arte e problematiche dei diversi sistemi.


Biotecnologie Microbiche Applicate alle Strategie Profilattiche e Terapeutiche

Il modulo didattico affronta argomenti relativi alle biotecnologie microbiche applicate alla salute dell’uomo e degli animali. In particolari saranno approfonditi temi inerenti alla struttura del genoma microbico ed alla sua evoluzione verso la patogenicità. Sarà valutato l’uso di prodotti batterici, quali strutture o fattori di virulenza specifici, ad esempio le tossine batteriche, in un’ottica biotecnologica e terapeutica. Un particolare interesse sarà poi rivolto allo studio di metodologie innovative nell’ambito della diagnostica delle infezioni dei patogeni degli animali e all’impatto di queste infezioni sulla salute dell’uomo.
Infine saranno discussi esempi di nuovi approcci metodologici applicati ai vaccini virali con particolare riferimento ai vaccini antinfluenzali.


Biotecnologie Vegetali

Questo modulo offre il background e gli approfondimenti sulle più moderne biotecnologie vegetali applicabili sia al miglioramento genetico di specie di importanza agronomica che alla salvaguardia dell'ambiente. Verranno inoltre affrontate le problematiche di sicurezza e regolamentazione relative all'utilizzo degli OGM. La parte pratica del corso prevede un'introduzione alle metodologie relative al controllo della presenza degli OGM negli alimenti. Il corso include un training teorico/pratico su tecniche qualitative e quantitative di rilevamento degli OGM. Le lezioni e le esercitazioni pratiche sono tenute da esperti delle varie aree trattate.


Biotecnologie e Nutrizione

IL CORSO SI PROPONE DI APPROFONDIRE IL RUOLO METABOLICO DEI NUTRIENTI E DI MOLECOLE BIOATTIVE DELLA DIETA SOTTOLINEANDO COME LA NUTRIZIONE MODERNA TENGA CONTO NON SOLO DELLA COMPOSIZIONE IN NUTRIENTI DEI DIVERSI ALIMENTI, MA SOPRATTUTTO DELL’INTERAZIONE DEI NUTRIENTI STESSI CON L’ORGANISMO. SARÀ QUINDI TRATTATIO APPROFONDITAMENTE IL CONCETTO DI BIODISPONIBILITÀ DEI NUTRIENTI, INTESA COME FRAZIONE DEL NUTRIENTE PRESENTE NELLA DIETA IN GRADO DI RAGGIUNGERE IN FORMA BIOLOGICAMENTE ATTIVA IL PROPRIO SITO DI AZIONE. SARANNO ANALIZZATI I FATTORI INTRINSECI ED ESTERNI ALL’ORGANISMO CHE POSSONO INFLUENZARE TALE BIODISPONIBILITÀ, E VERRÀ DISCUSSO IL MECCANISMO DI AZIONE DI VITAMINE ED OLIGOELEMENTI NELLE CELLULE E NEI DIVERSI TESSUTI. PER MEGLIO COMPRENDERE LE APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE NEL CAMPO DELLA NUTRIZIONE SARANNO PRESENTATI ALCUNI ARGOMENTI SPECIFICI DELLA RICERCA ATTUALE, COME LA NUTRIGENOMICA, LA CREAZIONE DI ALIMENTI INNOVATIVI E NUTRACEUTICI, I MODELLI IN VITRO PER STUDI DI TRASPORTO DI NUTRIENTI E XENOBIOTICI.


Biotecnologie Immunologiche

Il modulo è articolato in modo tale da fornire un quadro conciso e aggiornato della Immunologia Cellulare e Molecolare e una conoscenza approfondita delle problematiche riguardanti l’uso delle cellule e delle molecole del sistema immune come prodotti biotecnologici. A tale scopo la trattazione di ogni biotecnologia verrà preceduta da una analisi dettagliata dei meccanismi immunologici implicati. Si parlerà: 1) della costruzione degli anticorpi ricombinanti e del loro uso, 2) delle piante come biofabbriche di anticorpi e vaccini, 3) di immunoterapia con cellule dendritiche e linfociti, 4) di biotecnologie vaccinali profilattiche e terapeutiche e 5) di biotecnologie immunologiche per lo studio, la diagnosi e la terapia delle neoplasie umane.


Le Bioconversioni nelle trasformazioni industriali

Il presente modulo didattico intende fornire alcune conoscenze di base sul meccanismo di azione di proteine enzimatiche, in particolare riguardo al loro rapporto struttura-attività e su alcuni processi biotecnologici di interesse in diversi settori di applicazione industriale (chimico, ambientale, alimentare e intermedi farmaceutico). In tale ambito, quindi, accanto ad uno studio delle metodologie fondamentali del settore biochimico, verranno trattati argomenti relativi alla trasformazione di intermedi e prodotti attraverso l'impiego di enzimi o cellule intere anche in sistemi di reazione non convenzionali. Oggetto del presente modulo saranno anche tematiche relative al trasferimento ed alla conduzione su scala industriale delle più interessanti attività del settore attraverso esempi di modellizzazioni matematiche, flow-sheets e valutazioni economiche dei vari steps del processo anche attraverso l’impiego di specifici software. Verrà inoltre affrontato l’argomento relativo alle normative nel settore biotecnologico ed alla protezione intellettuale dei relativi prodotti.


Biotecnologie Farmaceutiche

Il modulo didattico è articolato nei seguenti argomenti:

Le tecniche elettroforetiche capillari nelle biotecnologie farmaceutiche: principi teorici e meccanismi di separazione
Applicazione di metodi spettroscopici in biotecnologie
Inibitori dell’Integrasi dell’HIV-1: un nuovo target fondamentale per la terapia combinata da utilizzare contro l’AIDS
Inibitori della cicloossigenasi tipo 2 (COX2): un nuovo approccio per la terapia del dolore
Il ruolo della cromatografia enantioselettiva nello sviluppo di farmaci chirali
Bioinformatica: il ruolo del calcolatore nello sviluppo di nuove terapie mediche e nella progettazione di nuovi farmaci
Sintesi di nuove molecole per uso clinico mediante la combinazione dell’approccio chimico e biotecnologico