Codice insegnamento

4S02777

Crediti

9

Coordinatore

Antonella Furini

Lingua di erogazione

Italiano

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

Il corso si compone di tre parti distinte relative alle biotecnologie vegetali con un unico obiettivo: portare gli studenti alla conoscenza di alcune tecnologie che utilizzano cellule o organismi vegetali allo scopo di ottenere processi o prodotti utili.
1. IL MODULO DI FITOBONIFICA ha lo scopo di dare agli studenti le informazioni sui molteplici aspetti della bonifica biologica fito-assistita, in particolare con applicazioni biotecnologiche, tesa alle decontaminazione di siti contaminati da metalli pesanti nonché da composti organici.
2. IL MODULO DI BIOENERGIA E BIOCOMBUSTIBILI si prefigge di fornire basi sulla definizione e caratteristiche dei combustibili di diversa provenienza e destinazione d’uso. Fra questi vengono particolarmente curati i bio-combustibili bioetanolo, biodiesel e bio-idrogeno e le implicazioni del loro uso per l’ambiente, i processi produttivi e l’autotrazione.
3. IL M ODULO DI BIOREATTORI VEGETALI si propone di far acquisire allo studente le nozioni relative all’utilizzo delle piante per la produzione di molecole di interesse medico ed industriale. In particolare vengono illustrati esempi di molecole prodotte in sistemi vegetali e le loro applicazioni in ambito terapeutico, diagnostico e industriale.

Programma

FITOBONIFICA Cause di contaminazione ambientale da metalli pesanti e composti organici. Interventi di risanamento: metodi fisico/chimici e biologici. Utilizzo di piante per il trattamento in situ di suoli, sedimenti e acque contaminate. Studio delle specie vegetali iperaccumulatrici. Vantaggi e limitazioni dei processi di fito-bonifica. I diversi processi di fito-bonifica: degradazione, stabilizzazione, volatizzazione, stimolazione, estrazione di composti tossici dai suoli. Fitobonifica dei composti inorganici: Ruolo dei chelanti e dei trasportatori di membrana. Utilizzo delle piante transgeniche per la bonifica di siti contaminati da metalli pesanti. Fitobonifica dei composti organici: interazione pianta-microorganismi nella fitodegradazione. Trasporto in pianta di composti organici, loro degradazione e accumulo dei prodotti di degradazione nei componenti della parete cellulare. Piante transgeniche per la fitobonifica dei composti organici. Cenni sul bio-monitoraggio di siti inquinati: test disponibili, metodi ed applicazioni (Prof.ssa Furini)
BIOENERGIE E BIOCOMBUSTIBILI Definizione di biocarburanti, biomasse d'origine. Bio-gas, bioetanolo, biodiesel e bio-idrogeno. Presentare le procedure di produzione e legislazione. Equilibrio energetico degli organismi fotosintetici, limiti massimi di produttività, fattori di perdita di produttività, confronto con sistemi fotovoltaici. Colture come biomassa per i biocarburanti. Stato attuale e prospettive di miglioramento nelle colture e negli organismi selvatici. Alghe unicellulari: vantaggi e svantaggi rispetto alle colture. Biodiesel dalle alghe. Bio-idrogeno dalle alghe. Genetica Molecolare del sistema modello unicellulare di alghe e di altre specie usate nella produzione. Procedure che limitano l'ingegnerizzazione delle alghe. Crescita in fotobioreattori: diverse architetture e limiti per la produttività. Alghe come scavengers di CO2. Ingegneria metabolica dell'efficienza dell'uso di luce. Il metabolismo lipidico. Trasporto elettronico e idrogenasi (Prof. Bassi).
BIOREATTORI VEGETALI Introduzione al molecular farming, stato dell’arte, applicazioni e prospettive future. Sistemi di espressione stabile e transiente di proteine ricombinanti in sistemi vegetali. Le nanobiotecnologie per la produzione di nanomateriali in sistemi vegetali e loro applicazioni. Le piante nel molecular farming: bioreattori e sistemi per la somministrazione orale diretta. Strategie per ottimizzare la produzione di proteine eterologhe nei sistemi vegetali: del design del costrutto genico al targeting sub-cellulare. Il downstream processing nel molecular farming. La glicosilazione e la glico-ingegnerizzazione di sistemi vegetali per la produzione di proteine etrologhe con modifiche post-traduzionali ‘umanizzate’. Produzione in planta di molecole complesse: produzione di anticorpi in pianta. Esempi di proteine ricombinanti espresse nei sistemi vegetali (vaccini e anticorpi) (Prof. ssa Avesani)

Modalità d'esame

FITOBONIFICA L'esame consiste in una prova orale sugli argomenti trattati durante il corso e presentati attraverso articoli forniti durante le lezioni.
BIOENERGIE E BIOCOMBUSTIBILI L’esame verrà effettuato attraverso la risposta a domande a scelta multipla e risposte brevi e risposte descrittive brevi a domande (10-15 righe). Il voto potrà essere migliorato attraverso la presentazione orale di un articolo da una lista fornita dal docente.
BIOREATTORI VEGETALI La prova di esame consiste in una prova orale sugli argomenti trattati durante il corso e da un elaborato in cui allo studente verrà richiesta, a partire dalla lettura di un brevetto, un'analisi della letteratura scientifica basata sullo sviluppo di applicazioni delle tecniche/prodotti alla base del brevetto stesso.