Codice insegnamento

4S008249

Crediti

6

Coordinatore

Barbara Molesini

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

Al termine del corso, lo studente acquisirà le conoscenze teoriche e pratiche per la realizzazione di svariate tipologie di costrutti genici volti all'ottenimento di piante transgeniche, cisgeniche ed intrageniche. Inoltre, verranno trattate in maniera approfondita le tecniche per il genome editing. Particolare attenzione verrà posta all'applicazione delle tecniche trattate per il miglioramento qualitativo e quantitativo della produzione di piante di interesse agrario.

Programma

Meccanismo molecolare della trasformazione stabile mediante Agrobacterium; attuali conoscenze riguardo al processo di integrazione del T-DNA nel genoma di pianta; integrazione del transgene, stabilità, metilazione e silenziamento; strategie per evitare il silenziamento del transgene; promotori impiegati per la realizzazione di costrutti genici (es: costitutivi, spaziotemporali, inducibili e sintetici); cis-trans engineering; circuiti sintetici; multigene engineering; microRNA artificiali e target mimicry; cisgenesi ed intragenesi e relativi costrutti genici; strategie volte e rimuovere i geni marcatori da piante transgeniche; DNA nucleasi artificiali (ZFNs e TALENs) e DNA nucleasi guidate da RNA per l’ingegnerizzazione del genoma; meccanismo molecolare del sistema CRISPR-Cas9 di tipo II; prime editing; single-base editing; considerazioni pratiche sul disegno di sgRNA; minimizzare l’effetto off-target; Cas9 modificate e applicazioni alternative del sistema CRISPR-Cas; costrutti genici per l’ingegnerizzazione del genoma attraverso il sistema CRISPR-Cas9 e analisi di mutanti.

Materiale didattico a supporto del corso:
Lezioni in formato power point e articoli scientifici inerenti agli argomenti trattati.

Esperienze di laboratorio:
1) Applicazione in planta di RNA accoppiati a nanoparticelle per indurre il silenziamento di trascritti bersaglio; analisi di espressione mediante Real-Time PCR per verificare l'avvenuto silenziamento del trascritto bersaglio;
2) Disegno di RNA guida impiegando software bioinformatici, trascrizione in vitro di RNA guida, identificazione degli sgRNA più efficaci nell’indurre in vitro il taglio Cas9-mediato di frammenti di DNA bersaglio; realizzazione di un costrutto - per la trasformazione stabile di piante di Arabidopsis - portante cassette geniche multiple per l'espressione degli sgRNA selezionati allo scopo di ottenere editing del gene bersaglio.

Modalità d'esame

L’esame avrà lo scopo di accertare le conoscenze dello studente riguardo agli argomenti trattati durante le lezioni ed i laboratori. L'esame consisterà in una prova scritta individuale, contenente 3 domande a risposta aperta. Inoltre, ciascun studente presenterà al termine delle lezioni frontali un articolo scientifico, scelto tra una lista di articoli proposti dal docente. I criteri di valutazione per la presentazione dell'articolo riguarderanno la comprensione generale, l’approfondimento dell’argomento a livello di stato dell’arte, la proprietà di linguaggio, la capacità di analizzare e discutere in maniera critica i risultati. Il voto finale, espresso in trentesimi, verrà attribuito considerando un terzo per la presentazione dell’articolo e due terzi per la prova scritta. La modalità di esame sarà la stessa per studenti frequentanti e non frequentanti.