97028 - GENOME ENGINEERING FOR FUNCTIONAL GENOMICS

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course, students will become familiar with the advances in genome engineering technologies that enable the precise control over genome sequence and regulation. They will know multiple approaches to functionally characterize and manipulate genomic information. Students will learn the practical aspects of the technologies used to modify human and model organisms’ genomes, by choosing the appropriate molecular tools to investigate the function of single or multiple genes modified at once.

Contenuti

1) Dal Gene Targeting al Gene Editing: le tappe verso l'attuale concetto di ingegneria genetica.

2) Considerazioni sui sistemi modello per le malattie umane.

3) Gli elementi base del toolbox (siti LoxP, Frt, Rox, Att e rispettive ricombinasi) e come assemblarli in vettori di DNA (tecnologia Gateway, assemblaggio Gibson, tecnologia Golden Gate, Recombineering). Assemblaggio modulare di vettori di Gene targeting.

4) Recuperare le informazioni sui geni e sui genomi mediate i database e software di progettazione (Gene Construction kit, SnaGene, APE).

5) Modificazioni genetiche e strategie per ottenere Knock-Out genetico (KO): come ottenere un KO genico (delezione di un esone critico, inserimento precoce di un reporter, eliminazione completa della porzione codificante di un gene; strategie per un KO genico mediante Gene Editing.

6) Modificazioni genetiche per introdurre mutazioni specifiche: mutagenesi in vitro, vettori bersaglio in vivo e vettori donatori.

7) Espressione condizionale in vitro e in vivo: proteine ricombinanti TAT-cre e TAT-dre, Cre inducibile in tamoxifene, sistemi di espressione inducibili in tetraciclina (Tet/tTa), reporter controllati dalla luce.

8) Studio in vivo dell'espressione di un gene. Diversi tipi di reporter. Collegamento dell'espressione di un gene con un reporter: elementi ires e peptidi 2A. Studio del destino cellulare di geni marcatori di cellule staminali.

9) Studio dell'effetto del riarrangiamento cromosomico e delle proteine chimeriche/di fusione: modelli transgenici Knock-In (loci di inserimento, es. il locus Rosa26), induzione di traslocazione cromosomica in vivo.

10) Ingegneria genomica somatica: target di tessuti e organi specifici in vivo o ex vivo.

Testi/Bibliografia

Verranno forniti articoli scientifici relativi alle lezioni svolte e materiale di approfondimento.

Metodi didattici

Il corso è strutturato in lezioni frontali (16 ore) in aula e durante le lezioni verranno svolti e commentati esempi pratici.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'apprendimento dello studente sarà verificato alla fine del corso con una prova orale consistente nel presentare e discutere uno o più articoli scientifici tratti dalla recente letteratura. Oppure mediante la presentazione di un elaborato relativo ad un progetto svolto dallo studente.

Strumenti a supporto della didattica

Verrà fornito materiale ad integrazione delle lezioni. Verranno inoltre forniti articoli scientifici e altro materiale per approfondimento.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Emanuele Panza