Laurea magistrale in Molecular and medical biotechnology

Systems biology

Codice insegnamento
4S003680
Docenti
Carlo Laudanna, Gabriela Constantin
Coordinatore
Carlo Laudanna
crediti
6
Altri corsi di studio in cui è offerto
Settore disciplinare
MED/04 - PATOLOGIA GENERALE
Lingua di erogazione
Inglese
Periodo
II semestre dal 2-mar-2020 al 12-giu-2020.

Orario lezioni

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Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti una panoramica di vari aspetti, sia di base che applicati alle discipline bio-mediche, inerenti la Biologia dei Sistemi. Il corso prevede una parte introduttiva di base, nella quale verranno affrontati i concetti generali di complessità', proprietà' emergente, astrazione, modellazione matematica e reti biologiche. Inoltre, saranno illustrati i principi metodologici generali della Biologia dei Sistemi, i data-base e le applicazioni in uso nella ricerca nel campo. Inoltre saranno introdotti alcuni sistemi complessi tipici della biologia, come le reti di trasduzione del segnale e metaboliche. Nella seconda parte del corso, verranno introdotti elementi di sistemi biologici complessi rilevanti in medicina, come il sistema immunitario, le malattie autoimmuni e il cancro, il tutto propedeutico alla contestualizzazione dei suddetti sistemi in patologia e nella Biologia dei sistemi. Verranno illustrati vari esempi di analisi di biologia dei sistemi in ambiti patologici che portano alla realizzazione della medicina Personalizzata. Nel contesto globale della laurea, il corso avrà come scopo di fornire gli strumenti necessari a comprendere l'aspetto multidisciplinare della biomedicina e della bioinformatica.

Programma

Generalità - fondamenti

1) La complessità: definizione, origine e natura della complessità in biologia
2) Le proprietà’ emergenti dei sistemi biologici: i circuiti cellulari e molecolari
3) La scienza basata su tesi e il metodo deduttivo; la scienza basata sui dati sperimentali
il metodo induttivo
4) La Systems Biology: definizione e connotazione sperimentale della Systems Biology
5) Perché la Systems Biology? L’approccio riduzionista verso l’approccio olistico
6) Il concetto di modello: predire il futuro in biologia?
7) I modelli statici: l’astrazione della rete e le proprietà topologiche delle reti biologiche
8) I modelli dinamici e la cinetica biologica

Metodi in Biologia dei Sistemi

9) Metodi in Systems Biology: le tecnologie ad alto rendimento (high throughput)
10) Metodi in Systems Biology: la bioinformatica
11) Metodi in Systems Biology: i data base
12) Metodi in Systems Biology: software per la systems biology

Biologia dei Sistemi in pratica - applicazioni a contesti biomedici

13) Ambiti della Systems Biology: le reti trascrittomiche, proteomiche, metbolomiche, etc.
14) Applicazione della Systems Biology: reti e malattie
15) Applicazione della Systems Biology: il sistema immunitario
16) Applicazione della Systems Biology: meccanismi dell’infiammazione
17) Applicazione della Systems Biology: il cancro, esempi
18) Applicazione della Systems Biology: malattie neurodegenerative, esempi
19) Applicazione della Systems Biology: malattie autoimmuni, esempi
20) Applicazione della Systems Biology: systems farmacology e drug discovery

Le modalità didattiche consistono in lezioni frontali dedicate alla trasmissione delle nozioni basilari e applicate, nonché in esercitazioni al computer con compiti che verranno assegnati agli studenti allo scopo di applicare le nozioni apprese durante le lezioni. Le esercitazioni verranno eseguite presso il Centro di Biomedicina Computazione (CBMC) di Ateneo.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Masao Nagasaki • Ayumu Saito • Atsushi Doi Hiroshi Matsuno • Satoru Miyano Foundations of Systems Biology Springer 2007 978-1-84882-022-7

Modalità d'esame

Scritto con domande a risposta multipla. Votazione in trentesimi da 18 a 30. La prova verificherà sia le competenze teoriche che quelle applicate allo studio dei processi fisio-patologcici con riferimento ad esempi di patologia umana.





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