ID:
SCV0824
Durata (ore):
56
CFU:
6
SSD:
BIOLOGIA MOLECOLARE
Anno:
2025
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (03/10/2025 - 27/01/2026)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Le proteine ricombinanti sono diventate componenti centrali in un'ampia gamma di applicazioni bio-tecnologiche: dagli anticorpi monoclonali terapeutici e antigeni vaccinali, agli enzimi industriali, pro-teine per uso alimentare e biomateriali innovativi. La capacità di produrre proteine ricombinanti di alta qualità in modo efficiente ed economico è cruciale in diversi settori, tra cui quello biomedico, industriale, farmaceutico e agroalimentare. Questo corso fornisce una panoramica approfondita della produzione di proteine ricombinanti, con particolare attenzione all'espressione genica eterologa in sistemi microbici, mammiferi, insetti e nei più recenti sistemi cell-free. Particolare enfasi sarà posta sulla scelta strategica del sistema ospite, sulla progettazione dei costrutti di espressione e sulle strategie di ottimizzazione volte a massimizzare resa, solubilità, attività e modificazioni post-traduzionali. Il corso esplorerà inoltre le tendenze emergenti nell’ingegnerizzazione dei sistemi ospiti, inclusi gli approcci di biologia sintetica, lo sviluppo di organismi chassis innovativi e l’integrazione di metodi di bioproduzione sostenibili in linea con le esigenze della bioeconomia. Parte del curriculum in Bio-based Industry, questo corso fornisce agli studenti una solida prepara-zione nella progettazione e implementazione di strategie di espressione eterologa per la produzione di proteine ricombinanti. Include anche attività pratiche di laboratorio, che permetteranno agli studenti di consolidare i concetti teorici e acquisire esperienza diretta nella produzione sperimentale e nell’ottimizzazione di proteine ricombinanti. Risultati di apprendimento attesi Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di: • Progettare strategie appropriate per la produzione di proteine ricombinanti, basate sulle proprietà della proteina e sulle applicazioni previste, selezionando in modo critico il sistema di espressione eterologo più adatto; • Ottimizzare l’espressione genica e i parametri di processo per migliorare la resa, la solubilità e l’attività delle proteine ricombinanti, applicando approcci di troubleshooting per risolvere le problematiche più comuni; • Interpretare e sintetizzare dati scientifici rilevanti per i flussi di lavoro di espressione proteica e applicare tali conoscenze nella progettazione sperimentale, nello studio di casi e in esercitazioni di problem solving; • Comunicare concetti tecnici e scientifici in modo efficace, sia oralmente che per iscritto, utilizzando un linguaggio scientifico appropriato e formati adeguati; • Dimostrare autonomia decisionale nella pianificazione ed esecuzione di un progetto di espressio-ne proteica ricombinante, dalla progettazione del costrutto alla produzione e all’analisi di base a valle; • Valutare tecnologie emergenti e nuove piattaforme di espressione in relazione alla sostenibilità, alla scalabilità e ai requisiti funzionali specifici.
Prerequisiti
Allo studente che frequenta questo corso verrà chiesto di applicare le conoscenze acquisite nei corsi fondamentali del Corso di Laurea Triennale: Biochimica; Biologia Molecolare, (ed in particolare tec-niche di DNA ricombinante come amplificazione e clonaggio, ma anche meccanismi di regolazione dell'espressione genica); e Microbiologia. Affinché lo studente sia in grado di svolgere il lavoro sperimentale assegnatogli durante le attività pratiche in laboratorio, sono richieste le conoscenze e le abilità pratiche acquisite durante il corso di Metodologie Biochimiche.
Metodi didattici
Il Corso consiste in 32 ore di lezioni frontali e 24 ore di attività pratiche in laboratorio. Ogni lezione sarà svolta trattando un argomento specifico (dalle tecniche di clonaggio, ai singoli sistemi di espressione eterologhi) soffermandosi su problematiche specifiche legate alla produzione di proteine ricombinanti e sulle strategie per poterle evitare evitarle o risolverle. Le presentazioni PowerPoint con le diapositive discusse a lezione, saranno disponibili prima delle lezioni in aula sulla piattaforma e-learning. Saranno anche discussi articoli che riportano casi di studio, che saranno forniti come materiale didattico. Per le attività pratiche (6 esercitazioni da 4 ore ciascuna, raggruppate in due settimane diverse), gli studenti saranno divisi in piccoli gruppi. Dopo un'introduzione generale per illustrare gli obiettivi e le modalità pratiche di esecuzione, gli studenti organizzeranno e svolgeranno le attività sperimentali sotto la supervisione del docente. La frequenza alle attività pratiche è obbligatoria (almeno il 75% delle attività programmate).
Verifica Apprendimento
La verifica dell'apprendimento avverrà attraverso una prova scritta volta a valutare i risultati di apprendimento e la comprensione dei problemi discussi durante le lezioni nonché le conoscenze acquisite. Allo studente verranno assegnate 4 domande aperte (ognuna valutata fino a 8 punti). L'attività di laboratorio sarà valutata mediante esposizione orale dei risultati ottenuti. Ad un gruppo di studenti che hanno svolto la stessa serie di esperimenti verrà chiesto di preparare una presenta-zione in PowerPoint che riporti le procedure e gli esiti sperimentali, che poi discuteranno con il docente e i loro colleghi L'esito dell'esame sarà in trentesimi: l'esame si intende superato con una votazione di almeno 18/30. Il voto finale sarà la media aritmetica dell'esito delle due prove (la prova scritta e l'esposizione orale delle attività pratiche), ciascuna pesata per i relativi CFU. I criteri in base ai quali verranno valutate le conoscenze e le competenze acquisite sono: 1. il grado di approfondimento dell'oggetto della domanda; 2. la capacità critica di rielaborare e collegare le conoscenze acquisite in merito alle problematiche relative all'espressione delle proteine ricombinanti; 3. la capacità di applicare le conoscenze acquisite per impostare una strategia di espressione in uno o più sistemi eterologhi idonei; 4. la capacità di proporre soluzioni a problemi specifici utilizzando gli strumenti e le strategie discusse durante l'insegnamento; 5. chiarezza dei concetti esposti e uso di terminologia scientifica adeguata.
Contenuti
6 CFU suddivisi in 32 ore di lezione frontale (4 CFU), 24 ore di attività pratiche di laboratorio (2 CFU) Gli argomenti trattati durante il corso sono i seguenti: Lezioni 1. Introduzione alla produzione di proteine ricombinanti. 2. Tecniche di clonaggio e vettori di espressione; 3. Sistemi di espressione procariotici: da E. coli ai batteri ingegnerizzati; 4. Lieviti e protozoi come ospiti eucariotici; 5. Sistemi basati su cellule di insetto e di mammifero; 6. Sistemi cell-free e piattaforme sintetiche; 7. Strategie per proteine difficili da esprimere; 8. Aspetti downstream: resa, folding e attività; 9. Tendenze emergenti e prospettive future. Laboratorio - Applicazione di tecniche di directed evolution - PCR soggetta a errori - Applicazione di tecniche di directed evolution - Screening di varianti enzimatiche - Prove di espressione per l'ottimizzazione delle rese di produzione - effetto della composizione del terreno di crescita - Test di espressione per l'ottimizzazione delle rese di produzione – Utilizzo di diversi ceppi di espressione per migliorare la solubilità della proteina di interesse - Discussione critica dei risultati
Lingua Insegnamento
INGLESE
Altre informazioni
La docente è sempre disponibile a ricevere gli studenti, preferibilmente su appuntamento (tramite richieste all'indirizzo email silvia.sacchi@uninsubria.it). La Prof. Sacchi è inoltre a disposizione per in-contri di approfondimento o chiarimento per gruppi di studenti sugli argomenti trattati dal corso, che saranno programmati con le stesse modalità.
Corsi
Corsi
Biotechnology for the Bio-based and Health Industry
Laurea Magistrale
2 anni
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Persone
Persone
Docenti di ruolo di IIa fascia
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