Obiettivi Formativi

Fornire le basi di genetica dei microrganismi delle principali strategie della divisione e differenziamento cellulare, con approfondimenti sulla regolazione della difesa immunitaria dei procarioti. Saranno presi in esame i Genomi e le strategie replicative di alcuni modelli virali e gli aspetti molecolari connessi ai virus emergenti e riemergenti (i.e. Sars-CoV-2).

Learning Goals

The course provides the basics of genetics of microorganisms, the main strategies of cell division and differentiation with detailed insights regarding the regulation of immune defense of prokaryotes. The genomes and replication strategies of designed viral models and the molecular aspects related to emerging and re-emerging viruses (e.g. SarsCov-2) will be considered.

Metodi didattici

Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali e esercitazioni guidate nel laboratorio di microbiologia. In particolare sono previste 52 ore complessive di didattica (5+2 CFU) di cui 30 ore di lezione frontale e 24 ore di esercitazioni. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point. Per i laboratori gli studenti vengono divisi in gruppi e guidati dal docente in tutte le attività pratiche che verranno proposte, e saranno accompagnati alla comprensione e alla corretta interpretazione dei risultati ottenuti dall’esperienza di laboratorio. Laboratorio (24 ore): allestimento e mantenimento di colture di cellule in monostrato; metodi di trasfezioni; espressione di proteine ricombinanti in cellule di mammifero.

Teaching Methods

The course is structured in theoretical lectures and guided exercises in the microbiology laboratory. In particular, a total of 54 teaching hours (5 + 2 ECTS) are foreseen, including 30 hours of frontal lessons and 24 hours of laboratory experience. The lessons are held weekly in the classroom and the exhibition takes place through the use of slides on power-points. For the laboratories, students are divided into groups and guided by the teacher in all the practical activities that will be proposed, and will be accompanied by an understanding and correct interpretation of the results obtained from the laboratory experience. Laboratory (24 hours): preparation and maintenance of cell cultures in monolayer; Transfection and expression of recombinant proteins in eukaryotic cellular model.

Prerequisiti

Basi di microbiologia generale.

Prerequisites

Basic knowledge of general microbiology

Verifiche dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18). Con l’eccezione di studenti che abbiano difficoltà, l’esame consiste in un elaborato scritto. Delle attività di laboratorio verranno valutate le capacità di presentare i risultati ottenuti e di interpretare i risultati stessi.

Assessment

The objective of the exam is to verify the level of knowledge and in-depth analysis of the topics of the course program and the rational ability developed by the student. The evaluation is expressed in thirtieths (minimum score 18). With the exception of students who have difficulties, the exam consists of a written paper. The laboratory activities will evaluate the ability to present the results obtained and to interpret the results themselves

Programma del Corso

-ORIGINE DELLA VITA -ORIGINE E DIVISIONE CELLULARE NEI BATTERI: Costruzione dell’apparato di citochinesi, Formazione dello FtsZ ring, Proteine del divisoma; Regolazione delle proteine del divisoma, Regolazione del controllo tra ciclo cellulare e replicazione del DNA -ESEMPI DI DIFFERENZIAMENTO CELLULARE: Ciclo cellulare di Streptomyces coelicolor: aspetti molecolari Fasi del ciclo cellulare Regolazione del ciclo cellulare Controllo della regolazione del ciclo e replicazione del DNA Regolazione delle proteine del divisoma -INTERAZIONI MICRORGANISMI-UOMO: Il Microbiota, Meccanismi di patogenesi Tappe principali del processo infettivo Adesione / Colonizzazione Replicazione. -MICROBIAL BIOFILMS: biofilms in natura e formazione dei biofilms ruolo dei biofilms come comunita’ differenziata Quorum sensing phenomenon -RNA NON CODIFICANTI CON RUOLO IMMUNITARIO: CRISPR/Cas System. Interazione fago-batterio: analisi approfondita del sistema CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas (CRISPR-associated), un sistema immunitario adattativo procariotico. Fasi dell'immunità mediata da CRISPR/Cas: Immunizzazione, Espressione e maturazione, Immunità. ORIGINE DEI VIRUS: coevoluzione, evoluzione retrograda, teoria della evasione dei geni. Struttura e classificazione dei virus. Metodologie per lo studio dei virus. Elementi strutturali dei virus. LE FASI DEL CICLO REPLICATIVO VIRALE:- Adsorbimento ed ingresso- Sintesi di RNA virale a partire da RNA genomico- Sintesi di RNA virale a partire da DNA genomico- Processamento di pre-mRNA virale- Retrotrascrizione ed integrazione- Replicazione di genomi virali a DNA- Assemblaggio dei virioni e liberazione della progenie virale. I GENOMI VIRALI Disregolazione del Ciclo Cellulare da parte dei Virus e oncogenesi. I miRNA di origine Virali

Course Syllabus

-ORIGIN OF LIFE. -CELLULAR DIVISION OF BACTERIA: Construction of the cytokinesis apparatus; Formation of the FtsZ ring, Divisome proteins; Regulation of divisome proteins, Regulation of control between cell cycle and DNA replication. -EXAMPLES OF CELL DIFFERENTIATION: Streptomyces coelicolor cell cycle: molecular aspects Cell cycle phases. Cell cycle regulation; Control of cycle regulation and DNA replication and Divisome protein regulation. - MICROORGANISM and HOST INTERACTIONS: Mechanisms of pathogenesis Main stages of the infectious process Adhesion / Colonization Replication., -MICROBIAL BIOFILMS: biofilms in nature and biofilms formation; the role of biofilms as a differentiated community; Quorum sensing phenomenon - ROLE OF NON CODING RNA AND THE IMMUNE RESPONCE: CRISPR / Cas System. Phage-bacterium interaction: in-depth analysis of the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) / Cas (CRISPR-associated), a prokaryotic adaptive immune system. Immunity phases mediated by CRISPR / Cas: Immunization, Expression and maturation, Immunity. ORIGIN OF VIRUSES: coevolution, retrograde evolution, theory of gene evasion. Structure and classification of viruses. Methodologies for the study of viruses. Structural elements of viruses. PHASES OF THE VIRAL REPLICATIVE CYCLE: - Adsorption and entry - Synthesis of viral RNA from genomic RNA - Synthesis of viral RNA from genomic DNA - Processing of viral pre-mRNA - Retranscription and integration - Replication of viral genomes to DNA- Assembly of virions and release of viral offspring. VIRAL GENOMES: Dysregulation of the Cell Cycle by Viruses, control of Virus-mediated Cell Translation. Viral miRNAs