Laurea Magistrale in Biotecnologie Molecolari e Industriali. a cura di Gabriella Campadelli-Fiume

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1 Laurea Magistrale in Biotecnologie Molecolari e Industriali a cura di Gabriella Campadelli-Fiume

2 Norme per accesso 1. Avere conseguito la Laurea in una delle seguenti classi o possedere altro titolo di studio conseguito all'estero, riconosciuto idoneo: ex D.M. 270: Classe L-2 Biotecnologie Classe L-1 Scienze Biologiche Classe L-27 Scienze e tecnologie chimiche Classe L-29 Scienze e tecnologie farmaceutiche ex. D.M. 509/99: Classe 1 Biotecnologie Classe 12 Scienze Biologiche 2. Avere acquisito almeno 0 in uno o più dei seguenti settori scientificodisciplinari: BIO/09 Fisiologia, BIO/10 Biochimica, BIO/11 Biologia Molecolare, BIO/18 Genetica, BIO/19 Microbiologia Generale. Avere acquisito almeno 12 nei seguenti settori scientifico-disciplinari: FIS/01-FIS/08, MAT/01-MAT/09, CHIM/01-CHIM/12 Oppure Prova di verifica della preparazione (iscrizione è senza debiti formativi)

3 Insegnamenti comuni ai due curricula moduli Lab. Strutturistica e Ingegneria Proteica C.I. 12 Biocristallografia Spettroscopia NMR Biomolecolare Ingegneria Proteica (6) 6 Biologia Molecolare Avanzata C.I. 9 Biologia molecolare avanzata I Biologia molecolare avanzata II Laboratorio di Biologia Molecolare Biochimica Molecolare e Strutturale con laboratorio C.I. 7 Biochimica cellulare Laboratorio di Biochimica Strutturale Principi di Ingegneria Biochimica 6 6

4 Curriculum molecolare Anno 1 totali moduli Lab. Nanobiotecnologie e Biosensori C.I. 6 Nanobiotecnologie Biosensori Analisi Genetica Funzionale e Laboratorio di Genomica C.I. 7 Analisi Genetica Funzionale Laboratorio di Genomica - microarrays Bioinformatica e Laboratorio di Proteomica C.I. 7 Bioinformatica Proteomica con Laboratorio Virologia Molecolare 2 2 Anno 2 totali moduli Lab. Cellule Staminali 1 Oncologia Molecolare 6 Oncologia Molecolare I Oncologia Molecolare II

5 Curriculum industriale Anno 1 totali moduli Lab. Microbiologia Applicata e Laboratorio 6 Microbiologia Applicata Laboratorio di Microbiologia Applicata Biocatalisi e Prodotti Biotecnologici 6 Biocatalisi Prodotti Biotecnologici Biochimica Industriale Bioreattori e Bioseparazioni C.I. 6 Bioreattori I Bioseparazioni I Anno 2 totali moduli Lab. Corso di Bioinorganica C.I. 6 I metalli nei sistemi biologici Processi Bioelettronici 2 1 Statistica 6 6

6 Opzionali per il curriculum Molecolare Un Corso Opzionale a scelta tra: Genetica Molecolare dello Sviluppo Biologia Molecolare e Cellulare Drug Design Computazionale Genetica Umana e Molecolare Neurobiologia

7 Opzionali per il curriculum Industriale Un Corso Opzionale a scelta tra: Chimica Combinatoriale Peptidi ed Analoghi di Interesse Biologico Biopolimeri Biotecnologie Bianche Bioreattori II Bioseparazioni II Prodotti nell Industria Chimica/Biotecnologica Produzioni nell Industria Chimica/Biotecnologica Un Corso fondamentale o opzionale del curriculum molecolare non svolto nel curriculum industriale

8 Riepilogo COMUNI AI DUE PERCORSI Percorso MOLECOLARE o INDUSTRIALE Opzionali A libera scelta Progetto Tesi TOTALE (6 cfu laboratori) Molecolare= 10 lab Industriale = lab Corso di Inglese di preparazione al TOEFL, presso la John Hopkins University

9 SPETTROSCOPIA NMR BIOMOLECOLARE Una tecnica per conoscere la struttura delle biomolecole in soluzione Docenti: Prof. Ciurli

10 BIOCRISTALLOGRAFIA Consente un indagine strutturale dettagliata di proteine, acidi nucleici e loro complessi per spiegare i meccanismi molecolari della loro funzione biologica Docenti: Prof.ssa Sabatino

11 Prof. Alejandro Hochkoeppler

12 Biologia molecolare avanzata: Silenziamento genico La scoperta dei piccoli RNA regolativi sirna, mirna, pirna, esirna, srna rappresenta uno dei più pervasivi cambi paradigmatici della biologia moderna modello proposto per il taglio del mrna target mediato da sirna-ago2 Docenti: Prof.ssa Scotlandi Dott. Danielli Laboratorio focalizzato alla produzione di DNA e proteine ricombinanti

13 Corso Integrato: Biochimica Cellulare e Strutturale BIOCHIMICA CELLULARE Approfondire le conoscenze dei principali meccanismi biochimici di trasduzione del segnale transmembrana e delle interazioni funzionali tra organelli. LABORATORIO DI BIOCHIMICA STRUTTURALE Apprendere l utilizzo di un programma di grafica molecolare per analizzare i cambiamenti strutturali associati ad importanti funzioni biologiche. Docenti: Prof.ssa Rugolo, Prof. Francia

14 Data bases (Biosequences, Structures, Genomes, DNA Chips, Proteomics, Interactomics) Design Curation Data Mining Bioinformatica e Laboratorio di Proteomica Bioinformatica Computational Biology Tools for: for: Sequence analysis Structure prediction Docking Structural genomics Functional genomics Proteomics Interactomics Functional and Quantitative Proteomics Docenti: Prof.ssa Casadio, Dott.ssa Michelini

15 Corso Integrato Bioinorganica e Processi Bioelettronici Protein Film Voltammetry Tecnica elettrochimica che permette di studiare le proprietà redox di proteine e il trasferimento elettronico anche in presenza di interazioni con altri sistemi biomolecolari. cyt C e SAM S S S S S S S S Docenti: Prof. Marcaccio S S Au Processi Redox in Sistemi Biologici Immagine D di cellule viventi con microscopio a scansione di sonda elettrochimica (SECM). L uso di sonde elettrochimiche con dimensioni micro e nanometriche permette la misurazione diretta dell attività mitocondriale e della produzione di ROS.

16 Bioseparazioni I trattazione di elementi di base, necessari per la comprensione e la previsione delle prestazioni di singoli apparati, di processi ed impianti. Come separare da? Fermentazione Proteine es. anticorpi monoclonali Processi di separazione Centrifugazione Microfiltrazione Ultrafiltrazione Cromatografia Rimozione di virus anticorpi monoclonali Sequenza di stadi di separazione impurezze Docenti: Dott.ssa Boi

17 da Lollini et al, Cell Cycle, 2009 Docenti: Prof.ssa Campadelli Fiume, Prof. Lollini, Prof. Bagnara CELLULE STAMINALI ONCOLOGIA MOLECOLARE VIROLOGIA MOLECOLARE tre aree di applicazione delle Biotecnologie Tessuto Osseo Cellule Staminali da Membrana Amniotica Tessuto Adiposo Tecniche di isolamento Coltura e caratterizzazione Cartilagine

18 NANOBIOTECNOLOGIE Nuove tecniche nanotecnologiche che studiano le molecole biologiche una molecola alla volta o che sfruttano le proprietà delle molecole biologiche per creare nanomotori o nanostrutture con potenziali applicazioni future nella diagnostica o nella terapia. Docente: Prof. Zuccheri, Osservazione della dinamica di singole molecole di DNA e nanochirurgia su una di esse Immagine di nanostrutture di DNA di forma programmata ottenute per autoassemblaggio Principio del microscopio AFM

19 BIOSENSORI Sistemi che integrano elettronica e materiale biologico (tipicamente enzimi, anticorpi, oligonucleotidi, cellule,...) per applicazioni in medicina, tutela dell'ambiente, scienze alimentari, sicurezza e difesa. Lab on a Chip In questo campo l integrazione l di elettrochimica, ottica, biochimica, microfluidica ed elettronica, permette di rilevare molecole di interesse biologico in modo rapido, funzionale ed economico. Docenti: Prof. Benini, Dott. Gazzola Tipologie di biosensori Optical (SPR, colorimetric) Electrochemical (Voltammetric, etc.) Gravimetric (QCM) Photometric (Chemiluminescence) Piezoelectric Thermal

20 Prof. Alejandro Hochkoeppler

21 MICROBIOLOGIA APPLICATA Schewanella oneidensis Prof. Davide Zannoni

22 Corso di bioreattori obiettivo: illustrare la struttura e le modalità operative dei bioreattori Schema di un chemostato con ricircolo Le prestazioni di un chemostato L'analisi del comportamento dei bioreattori è condotta in modo quantitativo, in modo da prevederne le prestazioni Prof. Davide Pinelli

23 Biotecnologie Molecolari e Industriali Quale Biotecnologo formiamo? FORMAZIONE DI BASE COMUNE FARMACEUTICO MEDICO BIOINFORMATICO MOLECOLARE INDUSTRIALE VETERINARIO AGRARIO PROGETTAZIONE FARMACI, INTERAZIONI TERAPIE MEDICHE E VACCINI PREDIZIONI DI STRUTTURE E MODIFICAZIONI RICERCA E SVILUPPO MIGLIORAMENTO PIANTE E ANIMALI

24 Biotecnologie Molecolari e Industriali SBOCCHI OCCUPAZIONALI: curriculum Molecolare Attività che i Biotecnologi Molecolari saranno in grado di svolgere: Promozione e sviluppo dell innovazione scientifica e biotecnologica in cellule animali, vegetali, batteri e virus. Analisi genomiche e proteomiche mediante processi biotecnologici. Analisi di interazioni fra macromolecole biologiche condotte mediante biosensori ottici e "silicio", inclusi microarrays. Definizione di strutture proteiche e di acidi nucleici, e di soprastrutture di complessi biomolecolari. Analisi bioinformatiche e statistiche correlate, utilizzazione banche dati genomiche, proteomiche e medico-biologiche. Il laureato in Biotecnologie Molecolari si colloca nell ambito della ricerca presso enti ed istituzioni biomediche pubbliche/private, settori di Ricerca e Sviluppo d'aziende del settore, laboratori di controllo qualità, controlli ambientali

25 Biotecnologie Molecolari e Industriali SBOCCHI OCCUPAZIONALI: curriculum Industriale Attività che i Biotecnologi Industriali saranno in grado si svolgere: Promozione e sviluppo dell innovazione scientifica e biotecnologica in cellule animali, vegetali, batteri e virus. Definizione di strutture proteiche e di acidi nucleici, e di soprastrutture di complessi biomolecolari. Utilizzazione di enzimi industriali in ambito chimico, agro-alimentare, farmaceutico. Innovazione e sviluppo di biosensori. Progettazione di nuovi enzimi. Valutazione di processi di produzione e purificazione di enzimi, sia su scala di laboratorio che a livello industriale. Utilizzazione di microrganismi in ambito ambientale (bioenergie, biorisanamento). Il laureato in Biotecnologie Industriali si colloca nell ambito della Ricerca presso enti ed istituzioni pubbliche/private. Ricerca e Sviluppo in ambito aziendale. Laboratori di controllo qualità, controlli ambientali.

26 Biotecnologie Molecolari e Industriali CURRICULUM MOLECOLARE BIOLOGIA MOLECOLARE GENOMICA core centrale della preparazione STRUTTURA, FUNZIONE, MODIFICAZIONE E PRODUZIONE DI PROTEINE LABORATORI AMBITI IN CUI LE BIOTECNOLOGIE HANNO IMPORTANTI APPLICAZIONI: cellule staminali, oncologia, virologia, nanobiotecnologie, bioinformatica, etc. 0 x TESI

27 Biotecnologie Molecolari e Industriali CURRICULUM INDUSTRIALE core centrale della preparazione BIOLOGIA MOLECOLARE STRUTTURA, FUNZIONE, MODIFICAZIONE E PRODUZIONE DI PROTEINE ENZIMOLOGIA, MICROBIOLOGIA APPLICATA AMBITI APPLICATIVI: Agro-Alimentare, Chimico-Industriale, Farmaceutico, Ambientale. 0 x TESI

28 Biotecnologie Molecolari e Industriali La Laurea Magistrale in Biotecnologie Molecolari e Industriali è la laurea in biotecnologie che offre UNA AMPIA VISIONE DI INSIEME DEL SETTORE DIVERSI AMBITI APPLICATIVI Presuppone di scegliere l indirizzo di interesse dopo la laurea (dottorato o altro) e non al momento dell iscrizione al corso di laurea

29 GRAZIE!