CORSO DI FORMAZIONE E AGGIORNAMENTO A.S. 2013/2014 BIOTECNOLOGIE A COLORI In collaborazione con l Università degli Studi di Trento e il Centro per la Biologia Integrata (CIBIO) Presentazione A seguito del riordino del secondo ciclo di istruzione, l asse culturale scientifico ha assunto una nuova configurazione, più rispondente al ruolo della scienza e più coerente con le indicazioni europee. Le scienze rappresentano un opportunità fondamentale per lo sviluppo della cittadinanza scientifica e la scuola ha delineato più chiaramente l obiettivo di favorire nello studente la maturazione della consapevolezza critica dei rapporti tra scienza e società. La strutturazione delle conoscenze avviene anche attraverso approfondimenti di carattere disciplinare, con valore orientativo, soprattutto per le classi degli ultimi anni delle Scuole Superiori. In tale prospettiva, assume un significato importante l integrazione con temi scientifici di assoluta contemporaneità e il collegamento con musei scientifici, università, enti di ricerca e imprese. Il Museo delle Scienze ha colto questa nuova esigenza del mondo scolastico e, in collaborazione con l Università degli Studi di Trento e il Centro per la Biologia Integrata CIBIO e con la partecipazione di CusMiBio Università degli Studi di Milano, Università degli Studi di Padova e Bio Soil Expert di Rovereto, si è fatto promotore del Corso di aggiornamento Biotecnologie a colori dedicato agli insegnanti delle scuole secondarie di II grado. Il corso, basato sull approccio teorico-pratico, propone un aggiornamento sul progresso scientifico raggiunto con lo studio delle funzioni biomolecolari e dei possibili impieghi in ambito biotecnologico. A scala globale, i ritrovati delle scienze biomolecolari e le tecniche più innovative di manipolazione genetica generano, a ritmi incessanti, nuove soluzioni e prodotti biotecnologici in campi diversi, come ad esempio quello alimentare, ambientale o energetico, incluse le soluzioni terapeutiche. Grazie agli interventi di ricercatori universitari e di esperti di aziende del biotech, gli insegnanti saranno coinvolti nei risultati e nelle nuove prospettive della ricerca in ambito biotecnologico. Potranno inoltre partecipare ad attività pratiche ed esperimenti di biotecnologie progettati dallo staff educativo del MUSE e spendibili nella realtà scolastica. Il corso comprende attività formative che permettono di trasmettere ai corsisti proposte variegate di argomenti propri di vari ambiti biotecnologici, tra i più attuali dal punto di vista della ricerca e dei risvolti applicativi e sociali, tra cui: -gli strumenti idonei per approfondire il tema della domesticazione delle piante coltivate ed analizzare i rischi realistici e i benefici attuali legati alle piante coltivate prodotte con le moderne biotecnologie; -la testimonianza della ricerca e produzione nel campo del biotech ambientale anche a livello aziendale; -i fondamenti concettuali e gli aggiornamenti necessari per comprendere gli sviluppi più recenti della biologia delle cellule staminali e delle loro possibili applicazioni terapeutiche; -esempi di attività laboratoriale da poter trasferire in classe. Fra i vari obiettivi vi è anche quello di fornire ai docenti strumenti aggiuntivi che possano supportarli nel delicato e importante ruolo che ricoprono nella fase dell orientamento degli studenti, durante gli ultimi anni di scuola, aumentando l interesse per la Biologia in generale e le Biotecnologie in particolare. Percorso di formazione: Il corso prevede 18 ore di aggiornamento totali, suddivise in 10,50 ore di lezione teorica e 6 ore di laboratorio più 1,50 ore di visita guidata Storia ed evoluzione della vita + galleria del DNA nelle sale espositive permanenti del MUSE. Per i dettagli, si veda il programma. 1
PROGRAMMA Data dalle alle Sede di svolgimento e argomento Relatori TEORIA 1 Venerdì 11/04/2014 9.00 Sala Conferenze MUSE (piano -1) Seminari Le biotecnologie vegetali 9:00 "OGM nuovi ed antichi: la storia delle piante coltivate dal neolitico all'ingegneria genetica". Vengono affrontati i concetti importanti delle biotecnologie vegetali e della modifica genetica delle piante coltivate rispetto a quelle selvatiche. Si affrontano più gli aspetti applicativi che le tecniche e si fanno accenni su come vengono sviluppate le varietà vegetali oggi. Piero Morandini, Dipartimento di Bioscienze, Università degli Studi di Milano La costruzione della cittadinanza scientifica: il caso degli alimenti geneticamente modificati A 30 anni dalla produzione delle prime piante transgeniche, opinioni di dissenso o consenso più complesse di mere attitudini di preferenza o rifiuto verso gli alimenti geneticamente modificati in sé, hanno via via sostituito le aspettative entusiastiche inizialmente intraviste nell era biotech. Un approfondita conoscenza delle problematiche che accompagnano il trasferimento delle nuove tecnologie dal laboratorio nelle nostre vite risulta necessaria per formare la capacità critica con cui analizzare l impatto dell innovazione sulla società e divenire attori protagonisti delle scelte che l innovazione scientifica ci propone. Lucia Martinelli Area Scienza e Società, MUSE LAB 1 Venerdì 11/04/2014 3 ore 14.30 17.30 Laboratorio Rosalind Franklin (piano +1) Attività di laboratorio Lo Sherlock Holmes del DNA Il laboratorio didattico offre l opportunità di procedere all identificazione di OGM negli alimenti. Il DNA viene isolato da campioni alimentari e alcune sequenze target di DNA esogeno (parte di un gene o di un promotore) vengono ricercate attraverso la tecnica della reazione di polimerizzazione a catena - PCR (Polymerase Chain Reaction). I prodotti dell amplificazione vengono visualizzati su un gel di agarosio tramite elettroforesi. 2
LAB 2 Sabato 12/04/2014 3 ore 9.00 12.00 Laboratorio Rosalind Franklin (piano +1) Attività di laboratorio E.coLight. Entra in laboratorio e crea anche tu la tua bio-luce! Il laboratorio didattico rientra in una branca in via di sviluppo delle Biotecnologie: la Biologia Sintetica, volta a creare nuovi sistemi biologici, servendosi sia di molecole sintetizzate sia di molecole/organismi naturali. L esperimento E.coLight consiste nell utilizzare il batterio Escherichia coli ingegnerizzato per fargli esprimere un gene che normalmente non esprime: il gene LUX. Questo gene è espresso in un batterio marino che vive in simbiosi con vari animali quali ad esempio le seppie. Tramite il metodo di induzione con varie concentrazioni di arabinosio è possibile valutare qualitativamente l espressione della proteina lux in E.coli. Il risultato finale è una bio-lampadina la cui luminescenza è per l appunto indotta nel batterio. TEORIA 2 Sabato 12/04/2014 14.00 18.00 Sala Conferenze MUSE (piano -1) Seminari Le biotecnologie industriali 14:00 16.15 Ottimizzazione biotecnologica di alghe unicellulari per la produzione di biocombustibili. Il 96% dell energia utilizzata attualmente per il trasporto deriva dal petrolio. Le evidenti problematiche economiche ed ambientali legate all utilizzo di fonti fossili determinano la fondamentale necessità di sviluppare nuovi sistemi di produzione di energia. Tra le diverse alternative possibili in via di sviluppo c è l utilizzo di biomassa vegetale per la produzione di combustibili quali bioetanolo e biodiesel. In questo contesto è di grande interesse la possibilità di sfruttare alghe unicellulari per la produzione di biocombustibili. Nonostante il potenziale di questi organismi sia ormai evidente alla comunità scientifica, infatti, il loro pieno sfruttamento richiede ancora un importante sforzo di ricerca. In particolare è indispensabile utilizzare approcci biotecnologici per migliorare geneticamente le specie algali e ottimizzare la loro produttività. Tomas Morosinotto, Dipartimento di Biologia, Università degli Studi di Padova 16.15 16.30 16.30 18.00 Bio Soil Expert: il caso di un azienda di biotecnologie al servizio dell ambiente La testimonianza di un azienda che ha alla base anni di studio nel mondo delle biotecnologie, che ancora investe in ricerca, sostenuta dalla passione per l ambiente e la tecnologia sostenibile. Bio Soil Expert ha sviluppato un insieme di prodotti, consistenti principalmente in specie vegetali consorziate a specifici microrganismi del suolo, che trovano applicazione in differenti settori come: il Paolo Campostrini, Alberto Ferrarese, Andrea Zerminiani, Bio Soil Expert - Rovereto 3
controllo e la prevenzione del dissesto idrogeologico; la bonifica biologica applicata ai siti contaminati; la realizzazione di fasce tampone con l utilizzo di radici filtranti. TEORIA 3 Domenica 13/04/2014 9.00 Sala Conferenze MUSE (piano -1) Seminario Le biotecnologie mediche 9:00 Stato dell arte sulla ricerca sulle cellule staminali: aspetti biologici, prospettive terapeutiche e dibattito bioetico Le cellule staminali rappresentano un settore del sapere relativamente nuovo, ma molto promettente: alle scoperte scientifiche in quest ambito è infatti connesso un grande potenziale di applicazione in campo biomedico. Ma quanti tipi di cellule staminali esistono? Può una cellula matura ritornare ad uno stadio di staminalità? Come si isolano e si coltivano in vitro? Quali sono i meccanismi biologici alla base del loro potenziale? Come è possibile utilizzarle per curare? E per curare cosa? Quali sono le reali applicazioni attuali e quelle potenziali della medicina rigenerativa? Possono essere utili per studiare malattie e sviluppare farmaci? Nel corso di questo incontro verranno affrontate tutte queste tematiche, fornendo le chiavi di comprensione degli aspetti biologici ed applicativi relativi alle cellule staminali. Luciano Conti, Laboratorio di Stem Cell Biology, Centro per la Biologia Integrata, Università degli Studi di Trento Evento conclusivo (1.30 ore) Visita guidata alle sale espositive del nuovo Museo delle Scienze di Trento Storia ed evoluzione della vita e Galleria del DNA. 4
Sede del corso: Direttore del corso: MUSE Museo delle Scienze Corso del Lavoro e della Scienza, 3 38123 Trento Dott. Michele Lanzinger (delega a tutor per il MUSE la dott.ssa Marina Galetto) Referenti del corso Relatori: Marina Galetto e Patrizia Famà per il MUSE, Museo delle Scienze - Trento Piero Morandini, Dipartimento di Bioscienze - Università degli Studi di Milano; Lucia Martinelli Area Scienza e Società, MUSE; Tomas Morosinotto, Dipartimento di Biologia, Università degli Studi di Padova; Paolo Campostrini, Alberto Ferrarese, Andrea Zerminiani Ricercatori Bio Soil Expert Rovereto, Luciano Conti, Laboratorio di Stem Cell Biology, Centro per la Biologia Integrata, Università degli Studi di Trento, Staff Educatori MUSE Numero ore: 18 ore Requisiti per la Certificazione Per ottenere la certificazione del corso è richiesta la frequenza ad almeno 11 ore del monte orario previsto. Numero massimo partecipanti: 30 docenti Il corso è a numero chiuso per permettere un ottimale attività laboratoriale. Iscrizioni: Tramite l apposito modulo da spedire via fax al Museo delle Scienze al numero: 0461/270385 o via mail, all indirizzo di posta elettronica: impara@muse.it entro il 15 marzo 2014. Le iscrizioni saranno accolte secondo l ordine di arrivo presso i Servizi Educativi del Museo (farà fede il rapporto di stampa del fax e/o la data della mail). Il Museo comunicherà agli interessati l accettazione al Corso. I docenti accettati al corso dovranno versare la quota di iscrizione di 20,00 sul C/C BANCARIO intestato a: MUSE, Museo delle Scienze, Corso del Lavoro e della Scienza 3, 38123 Trento BANCA: UNICREDIT S.P.A. Filiale: VIA GALILEI 1-38122 TRENTO IBAN: IT 08 I 02008 01820 000005423762 Specificando come causale: Corso aggiornamento Biotecnologie Per informazioni rivolgersi a: Marina Galetto Servizi Educativi - MUSE Museo delle Scienze i Tel.:0461/ 270380 - email: marina.galetto@muse.it 5