Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Industriali

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1 Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Industriali Il biennio di corso di studi ha l obiettivo di preparare dei Laureati specializzati nell applicazione industriale delle biotecnologie a: - produzione di beni e servizi (energia e materiali da risorse rinnovabili) - salvaguardia dell ambiente (monitoraggio e risanamento) -salvaguardia della salute (nano-bioteconologie per diagnostica e terapeutica) RICERCA E SVILUPPO

2 Aree tematiche che concorrono alla specializzazione Aspetti GESTIONALI Conoscenze TECNOLOGICHE Conoscenze SCIENTIFICHE Aspetti APPLICATIVI

3 Il contesto tradizionale Applicazioni delle Biotecnologie Industriali nel settore agro-alimentare Sono da classificare come Biotecnologie Industriali le tecnologie alimentari relative alla produzione di enzimi ed inoculi microbici per la produzione di alimenti e bevande (starter per vinificazione, panificazione, caseificazione) Sono probabilmente le piu numerose: la maggior parte degli alimenti (formaggi, insaccati, prodotti lievitati etc) e delle bevande (vino, birra) sono ottenuti per fermentazione o per conversione enzimatica

4 Altro grande capitolo: additivi alimentari e mangimistici miglior accettazione da parte dell opinione pubblica di questi prodotti rispetto agli omologhi di sintesi Attori dominanti: grandi aziende come Novozymes, Adisseo, Ajinomoto, Danisco, DSM Aminoacidi: sempre più impiegati come integratori alimentari per l uomo e per gli animali Tutti i 20 aminoacidi naturali sono prodotti per fermentazione o per produzione enzimatica in grandi impianti industriali Alcuni dati: produzione mondiale di acido L-glutammico > 106 ton/anno (confrontabile con molti prodotti petrolchimici) altre produzioni su grande scala sono quelle di L-lisina (per mangimi), L-fenilalanina (dolcificante artificiale), L-carnitina (integratore alimentare) Vitamine: additivi utilizzati in quantità relativamente grandi, si possono produrre per via biotecnologica, anche in combinazione con processi sintetici Un esempio e quello della vitamina B2 (riboflavina), 4000 ton/anno: la combinazione tra processo biotec e processo di sintesi permette di ridurre del 40% il costo di produzione

5 Il contesto tradizionale Applicazioni delle Biotecnologie Industriali nel settore farmaceutico Produzione di specialities, antibiotici intermedi Industria biotech & industria farmaceutica storiche e consolidate relazioni

6 Il contesto tradizionale Applicazioni delle Biotecnologie a prodotti e processi per la protezione dell ambiente (Biotecnologie Bianche, inizialmente) ACNA (Cengio, SV) Balangero (TO)

7 le origini di un cambiamento PRIMO FATTORE Decisioni strategiche USA Quali fonti di energia? Quali fonti di atomi di C? SECONDO FATTORE There s plenty of room at the bottom R. Feynman s, American Physical Society Meeting Caltech, 1959 l avvento delle nanotecnologie

8 Produzione di molecole per chemicals ed energia quale sviluppo BIORAFFINERIA (CNBB) Up-stream Piattaforme tecnologiche Bioraffineria (identificazione di nuovi enzimi e microrganismi, genomica, post-genomica, Bioinformatica in campo microbico e vegetale, ingegneria metabolica e modeling, biocatalisi, design di processi biocatalitici, nuovi processi fermentativi) down-stream

9 Angew. Che. Int. Ed. 2001, 40, BIO-NANO TECNOLOGIE: abbinamento di biomolecole e nanostrutture per ottenere sistemi con nuove proprietà per applicazioni in campo biologico medico ambientale tecnologico

10 Indirizzi di innovazione: settore farmaceutico vettori per terapia genica

11 Indirizzi di innovazione: settore biomedicale modulazione delle interazioni proteine/superfici ma anche: bio-inspired (nano)materials HA nucleata su collagene HSA su quarzo Ad esempio, in Piemonte progetto Nanopro A. Tampieri et al.

12 A.A : NUOVO PIANO DIDATTICO I semestre (inizio lezioni: lunedi 5 ottobre 2009) I anno Insegnamento Settore Scientifico Disciplinare Tipologia attività formativa CFU Biochimica Applicata Biologia molecolare cellulare avanzata, che prevede due unità didattiche: A) Biologia cellulare avanzata B) Biologia molecolare genomica Modellistica molecolare, che prevede due unità didattiche: A) Simulazione molecolare al calcolatore B) Modelli di sistemi complessi Processi industriali chimici e biochimici, che prevede due unità didattiche: A) Chimica organica industriale e fermentazioni B) Impianti Biochimici Scienza delle separazioni, che prevede due unità didattiche: A) Tecniche elettroforetiche B) Tecniche cromatografiche BIO/10 Caratterizzante 7 A) BIO/06 B) BIO/11 Caratterizzante 8 (3+5) A) Caratterizzante 6 (3+3) A) CHIM/02 B) MAT/02 B) Affine/integrativa CHIM/04 Caratterizzante 8 (5+3) CHIM/01 Caratterizzante 6 (3+3) Totale CFU attività obbligatorie nel semestre 35 II semestre (inizio lezioni: lunedi 15 marzo 2010) Insegnamento/attività Settore Scientifico Disciplinare Tipologia attività formativa CFU Biofisica cellulare e molecolare Enzimologia Interazioni tra materiali inorganici e materia vivente Stage in azienda (minimo 8 CFU) BIO/09 BIO/10 CHIM/03 Caratterizzante Caratterizzante Caratterizzante Totale CFU attività obbligatorie nel semestre 22 Totale CFU attività obbligatorie I anno 57

13 A.A : NUOVO PIANO DIDATTICO I semestre Insegnamento II anno Settore Scientifico Disciplinare Tipologia attività formativa A) BIO/10 B) BIO/15 A) Caratterizzante B) Affine/integrativa A) BIO/10 Affine/integrativa Ingegneria proteica e disegno di farmaci, che prevede due unità didattiche: A) Ingegneria proteica B) Disegno di farmaci Nanobiotecnologie, che prevede due unità didattiche A) Nanomateriali per applicazioni biotecnologiche B) Associazione di biomolecole e nanomateriali CFU 8 (5+3) 7 (4+3) B) CHIM/02 Totale CFU attività obbligatorie nel semestre 15 II semestre Insegnamento/attività Settore Scientifico Disciplinare Economia aziendale e R&S nel settore Biotecnologico, che prevede due unità didattiche: A) Economia aziendale B) R&S nel settore Biotecnologico Preparazione tesi di Laurea Magistrale A) SECS-P/07 B) SECS-P/06 Tipologia attività formativa Disciplina per le competenze professionali Prova finale CFU 6 (3+3) 34 Totale CFU attività obbligatorie nel semestre 40 Totale CFU attività obbligatorie I anno 55 TOTALE CFU SUI 2 ANNI In aggiunta Attività formative a scelta (I e/o II anno)

14 Come si accede Valutazione del percorso universitario, con particolare attenzione alla formazione di base in: -discipline matematiche e fisiche -discipline biologiche (biochimica, biologia molecolare e cellulare, genetica, immunologia, microbiologia) - discipline chimiche (analitica, inorganica, fisica, organica) - inglese

15 Tipologie particolari di attività formative Seminari tematici tenuti da relatori di altre Università, centri di ricerca, aziende (2007: Antibioticos, Safan Bioinformatics, Nobil BioRicerche) Stages in azienda definiti anche tramite contatti con Unione Industriale di Torino BioIndustry Park

16 Stages in Aziende/Enti In questi anni gli stage sono stati svolti presso: Aziende: - Biosearch Ambiente, c/o EnviPark, Torino - Bioanswers, Torino - Cyanine Technologies (Incubatore UniTO) - DiaSORIN - Saluggia (VC) - LA. ECO. VET (TO) - Nanovector, c/o EnviPark, Torino - NobilBio (AT) - RASPINI (TO) - SEA Marconi, Torino - SAFAN Bioinformatics, Torino - SMAT, Laboratori di ricerca e controllo di Castiglione TO.se e Moncalieri

17 tesi di laurea sperimentale Studio di aspetti fondamentali e/o applicativi relativi a: Trasduzione di segnali cellulari Proteomica Attività enzimatica Ingegnerizzazione di enzimi Biologia molecolare genomica Coniugazione marker/antigeni, marker/anticorpi Interazioni tra biomolecole e superfici di solidi inorganici Interfacciamento di cellule con substrati a stato solido Interfacciamento di microrganismi con s.s.s. In riferimento a: Biorisanamento (suoli inquinati da idrocarburi; inattivazione di amianti) Tutela della salute (individuazione di tossine negli alimenti; tossicità di particolati aerodispersi; ingegnerizzazione superfici di biomateriali) Processi industriali (fermentazioni; produzione di farmaci) Innovazione tecnologica (biosensori, nanobiotech )

18 Formazione di Terzo Livello Laureati in Biotecnologie Industriali stanno svolgendo Dottorati di Ricerca (anche in co-tutela con Università straniere) in Scienze Bio-Chimiche Scienze Chimiche Biologia e Biotecnologia dei Funghi anche nell ambito di - Centro Interdipartimentale per la Sicurezza e Qualità degli Alimenti - Centro Interdipartimentale G. Scansetti per lo studio degli amianti e di altri particolati nocivi - Centro di Eccellenza Superfici ed Interfacce Nanostrutturate (NIS)