Il Corso si pone l'obiettivo generale di fornire allo studente conoscenze e competenze avanzate di biologia molecolare del neurosviluppo, con particolare riferimento al sistema nervoso centrale dei vertebrati.
Obiettivo del primo modulo è fornire allo studente conoscenze generali riguardanti i processi cellulari che conducono, nel corso dell'embriogenesi precoce e tardiva, alla formazione del sistema nervoso centrale a partire dal tubo neurale. Verranno fornite conoscenze e competenze avanzate in tema di morfogenesi, per il raggiungimento della citoarchitettura generale del telencefalo, diencefalo, mesencefalo, metencefalo, mielencefalo e del midollo spinale. In particolare, lo studente acquisirà conoscenze e competenze sui processi di migrazione neuronale (in condizioni normali e patologiche) che conducono alla stratificazione della corteccia cerebrale, del cervelletto e del midollo spinale. Verranno inoltre fornite conoscenze avanzate sui processi cellulari alla base della neurogenesi adulta e della neurodegenerazione, focalizzando l'attenzione sul ruolo dell'apoptosi e dell'autofagia. Lo studente, attraverso una didattica interattiva acquisirà competenze nello studio di condizioni patologiche, quali le più comuni malattie neurodegenerative (malattia di Alzheimer, morbo di Parkinson, còrea di Huntington).
Obiettivo del secondo modulo è di fornire allo studente conoscenze generali riguardanti l’espressione genica alla base del differenziamento e della morfogenesi del tessuto nervoso. Verranno fornite conoscenze avanzate su tali meccanismi molecolari in diversi modelli di studio. Si evidenzierà come neurogenesi e plasticità abbiano profonde implicazioni funzionali nel sistema nervoso durante tutta la vita dell’individuo. Lo studente, attraverso, una didattica interattiva, acquisirà competenze sulle nuove tecnologie biomolecolari per studiare lo sviluppo e la funzionalita’ del sistema nervoso in condizioni fisiologiche e patologiche.
Obiettivo del primo modulo è fornire allo studente conoscenze generali riguardanti i processi cellulari che conducono, nel corso dell'embriogenesi precoce e tardiva, alla formazione del sistema nervoso centrale a partire dal tubo neurale. Verranno fornite conoscenze e competenze avanzate in tema di morfogenesi, per il raggiungimento della citoarchitettura generale del telencefalo, diencefalo, mesencefalo, metencefalo, mielencefalo e del midollo spinale. In particolare, lo studente acquisirà conoscenze e competenze sui processi di migrazione neuronale (in condizioni normali e patologiche) che conducono alla stratificazione della corteccia cerebrale, del cervelletto e del midollo spinale. Verranno inoltre fornite conoscenze avanzate sui processi cellulari alla base della neurogenesi adulta e della neurodegenerazione, focalizzando l'attenzione sul ruolo dell'apoptosi e dell'autofagia. Lo studente, attraverso una didattica interattiva acquisirà competenze nello studio di condizioni patologiche, quali le più comuni malattie neurodegenerative (malattia di Alzheimer, morbo di Parkinson, còrea di Huntington).
Obiettivo del secondo modulo è di fornire allo studente conoscenze generali riguardanti l’espressione genica alla base del differenziamento e della morfogenesi del tessuto nervoso. Verranno fornite conoscenze avanzate su tali meccanismi molecolari in diversi modelli di studio. Si evidenzierà come neurogenesi e plasticità abbiano profonde implicazioni funzionali nel sistema nervoso durante tutta la vita dell’individuo. Lo studente, attraverso, una didattica interattiva, acquisirà competenze sulle nuove tecnologie biomolecolari per studiare lo sviluppo e la funzionalita’ del sistema nervoso in condizioni fisiologiche e patologiche.
scheda docente
materiale didattico
Unità didattica 1 – Origine e sviluppo embrionale del sistema nervoso
Panoramica sui processi generali dello sviluppo degli organismi pluricellulari. Origine ectodermica del tessuto nervoso negli invertebrati e nei vertebrati. Neurulazione primaria: meccanismi cellulari e molecolari alla base della formazione della piastra neurale, delle pliche neurali, del solco neurale e del tubo neurale. Neurulazione secondaria. Difetti di chiusura del tubo neurale nei mammiferi: principali cause genetiche e ambientali.
Unità didattica 2 – Morfogenesi e differenziamento del sistema nervoso centrale
Morfogenesi e differenziamento del cervello e del midollo spinale. Ruolo della morte cellulare programmata nella morfogenesi del sistema nervoso centrale, con particolare riferimento ai meccanismi apoptotici e autofagici. Processi di stratificazione delle strutture corticali cerebrali e cerebellari. Malattie congenite associate ad alterazioni della migrazione neuronale, con particolare riferimento ai disordini perossisomiali.
Unità didattica 3 – Cellule staminali neurali e neurogenesi adulta
Caratteristiche e potenzialità differenziative delle cellule staminali neurali: differenziamento neuronale e gliale. Neurogenesi nel cervello adulto dei mammiferi, con particolare riferimento alla zona subventricolare e alla zona subgranulare del giro dentato. Organizzazione e regolazione della nicchia neurogenica: principali pathway molecolari coinvolti nel controllo dell'attività neurogenica.
Unità didattica 4 – Invecchiamento, neurodegenerazione e prospettive terapeutiche
Relazione tra neurogenesi e neurodegenerazione nel cervello senescente. Principali malattie neurodegenerative associate all'invecchiamento: caratteristiche comuni e specificità anatomiche e genetico-molecolari. Formazione e ruolo degli aggregati proteici nei processi neurodegenerativi. Coinvolgimento dei meccanismi apoptotici e autofagici nella neurodegenerazione. Approcci terapeutici e strategie di contrasto alla neurodegenerazione basati sul trapianto di cellule staminali e sulla stimolazione della rigenerazione endogena.
Unità didattica 5 – Attività pratiche di laboratorio e tecniche di analisi morfologica
Esecuzione di esperimenti di immunofluorescenza (IF) e TUNEL assay su cellule staminali neurali, finalizzati all'analisi dell'espressione di specifici marcatori cellulari e alla valutazione della morte cellulare programmata. Osservazione e analisi dei campioni mediante microscopia confocale. Visita ai laboratori di istologia e approfondimento delle principali tecniche di preparazione dei campioni di tessuto nervoso destinati all'analisi microscopica. Dimostrazione delle procedure di sezionamento dei campioni mediante microtomi e ultramicrotomi, rispettivamente per la preparazione di sezioni destinate alla microscopia ottica ed elettronica.
Mutuazione: 20410527 Neurobiologia molecolare dello sviluppo in Biologia Molecolare, Cellulare e della Salute LM-6 R MORENO SANDRA, ROSSI MARIANNA NICOLETTA
Programma
Il corso di Neurobiologia Molecolare dello Sviluppo affronta i principali processi cellulari e molecolari che regolano la morfogenesi, il differenziamento e l'omeostasi del sistema nervoso, con particolare attenzione ai meccanismi coinvolti nella neurogenesi e nella neurodegenerazione.Unità didattica 1 – Origine e sviluppo embrionale del sistema nervoso
Panoramica sui processi generali dello sviluppo degli organismi pluricellulari. Origine ectodermica del tessuto nervoso negli invertebrati e nei vertebrati. Neurulazione primaria: meccanismi cellulari e molecolari alla base della formazione della piastra neurale, delle pliche neurali, del solco neurale e del tubo neurale. Neurulazione secondaria. Difetti di chiusura del tubo neurale nei mammiferi: principali cause genetiche e ambientali.
Unità didattica 2 – Morfogenesi e differenziamento del sistema nervoso centrale
Morfogenesi e differenziamento del cervello e del midollo spinale. Ruolo della morte cellulare programmata nella morfogenesi del sistema nervoso centrale, con particolare riferimento ai meccanismi apoptotici e autofagici. Processi di stratificazione delle strutture corticali cerebrali e cerebellari. Malattie congenite associate ad alterazioni della migrazione neuronale, con particolare riferimento ai disordini perossisomiali.
Unità didattica 3 – Cellule staminali neurali e neurogenesi adulta
Caratteristiche e potenzialità differenziative delle cellule staminali neurali: differenziamento neuronale e gliale. Neurogenesi nel cervello adulto dei mammiferi, con particolare riferimento alla zona subventricolare e alla zona subgranulare del giro dentato. Organizzazione e regolazione della nicchia neurogenica: principali pathway molecolari coinvolti nel controllo dell'attività neurogenica.
Unità didattica 4 – Invecchiamento, neurodegenerazione e prospettive terapeutiche
Relazione tra neurogenesi e neurodegenerazione nel cervello senescente. Principali malattie neurodegenerative associate all'invecchiamento: caratteristiche comuni e specificità anatomiche e genetico-molecolari. Formazione e ruolo degli aggregati proteici nei processi neurodegenerativi. Coinvolgimento dei meccanismi apoptotici e autofagici nella neurodegenerazione. Approcci terapeutici e strategie di contrasto alla neurodegenerazione basati sul trapianto di cellule staminali e sulla stimolazione della rigenerazione endogena.
Unità didattica 5 – Attività pratiche di laboratorio e tecniche di analisi morfologica
Esecuzione di esperimenti di immunofluorescenza (IF) e TUNEL assay su cellule staminali neurali, finalizzati all'analisi dell'espressione di specifici marcatori cellulari e alla valutazione della morte cellulare programmata. Osservazione e analisi dei campioni mediante microscopia confocale. Visita ai laboratori di istologia e approfondimento delle principali tecniche di preparazione dei campioni di tessuto nervoso destinati all'analisi microscopica. Dimostrazione delle procedure di sezionamento dei campioni mediante microtomi e ultramicrotomi, rispettivamente per la preparazione di sezioni destinate alla microscopia ottica ed elettronica.
Testi Adottati
Gilbert: "Biologia dello Sviluppo", IV Ed. Italiana, ZanichelliModalità Erogazione
Il corso si svolgerà con lezioni frontali in aula ed esercitazioni in laboratorio.Modalità Frequenza
Obbligatoria, con un minimo del 70% di presenze, rilevate con firma autografa.Modalità Valutazione
Esame orale. La prova, della durata complessiva di circa 30 minuti, prevede la presentazione di una tesina, basata sulla rielaborazione di articoli scientifici inerenti all'insegnamento. La presentazione in PPT è seguita da 5-6 domande riguardanti l'argomento della tesina e, più in generale, gli argomenti trattati nel corso. La prova è finalizzata a verificare sia il livello di comprensione effettiva dei concetti sia la capacità dello studente di applicarli in contesti scientifici concreti. Nella valutazione dell'esame, la determinazione del voto tiene conto delle conoscenze acquisite (50%), della capacità dello studente di integrare nozioni e concetti diversi e di inserirli correttamente in situazioni contestuali (30%), e dell’abilità di offrire un linguaggio chiaro, corretto ed adeguato ai contenuti (20%).
scheda docente
materiale didattico
2) Pathways molecolari di polarità e segmentazione. Organizzatori molecolari del neurosviluppo. Determinazione e differenziamento delle cellule neuronali. L'asse antero-posteriore e i geni Hox: caratterizzazione e ruolo nella specificazione antero-posteriore dell'organismo.
3) Crescita e direzione degli assoni.
4) Long non coding RNA e circRNA nello sviluppo del cervello.
5) Ruolo degli RNA regolatori nel controllo traduzionale sinaptico.
6) Meccanismi molecolari della neurogenesi dell'adulto.
7) Ruolo delle Poliammine nella modulazione dei recettori del glutammato. Interazione tra sistema glutammatergico, sistema serotoninergico e metabolismo delle poliammine.
8) Modelli animali utilizzati nelle malattie neuronali.
9) Tecniche NGS per lo studio del neurosviluppo
Mutuazione: 20410527 Neurobiologia molecolare dello sviluppo in Biologia Molecolare, Cellulare e della Salute LM-6 R MORENO SANDRA, ROSSI MARIANNA NICOLETTA
Programma
1) Geni e network coinvolti nell'induzione neurale con particolare riferimento al ruolo regolatorio dei micro RNA.2) Pathways molecolari di polarità e segmentazione. Organizzatori molecolari del neurosviluppo. Determinazione e differenziamento delle cellule neuronali. L'asse antero-posteriore e i geni Hox: caratterizzazione e ruolo nella specificazione antero-posteriore dell'organismo.
3) Crescita e direzione degli assoni.
4) Long non coding RNA e circRNA nello sviluppo del cervello.
5) Ruolo degli RNA regolatori nel controllo traduzionale sinaptico.
6) Meccanismi molecolari della neurogenesi dell'adulto.
7) Ruolo delle Poliammine nella modulazione dei recettori del glutammato. Interazione tra sistema glutammatergico, sistema serotoninergico e metabolismo delle poliammine.
8) Modelli animali utilizzati nelle malattie neuronali.
9) Tecniche NGS per lo studio del neurosviluppo
Testi Adottati
Saranno fornite slides delle lezioni.Modalità Frequenza
La frequenza sarà bisettimanale con lezioni di due oreModalità Valutazione
Esame orale. La prova consiste in un colloquio di circa 30 minuti durante il quale lo studente dovrà esporre uno studio attinente al programma del corso attraverso una presentazione Powerpoint e rispondere ad una serie di domande sugli argomenti trattati durante il corso. Ciascuna votazione tiene conto delle conoscenze acquisite (50%), della capacità dello studente di integrare nozioni e concetti diversi e di inserirli correttamente in situazioni contestuali (30%), e dell’abilità di offrire un linguaggio chiaro, corretto ed adeguato ai contenuti (20%).