Genetica molecolare e modelli animali
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
Nel corso integrato di Genetica Molecolare e Modelli Animali, il Modulo di Genetica molecolare e applicazioni negli animali, ha come obiettivo di fornire e approfondire conoscenze teoriche, metodologiche e pratiche delle tecniche di genetica molecolare che trovano concreta applicazione nella selezione degli animali, nella valutazione della loro biodiversità, nel mappaggio tramite marcatori molecolari e identificazione di mutazioni causative di malattie o caratteri di interesse, nella diagnostica genetica degli animali domestici, così come nell'autenticazione e tracciabilità dei prodotti di origine animale.
Il corso si propone inoltre di fornire le basi culturali e metodologiche per iniziare a comprendere le innovazioni tecnologiche nel campo della genomica. A tale scopo, vengono forniti elementi di genomica, con particolare riguardo alla strutturazione e all'utilizzo delle banche dati genomiche, delle sequenze genomiche e al loro utilizzo nell'editing genomico e nella genotipizzazione hight-hroughput dei mammiferi.
Il modulo affronta inoltre i principali aspetti specifici relativi alla standardizzazione genetica degli animali ad uso sperimentale, con particolare riferimento a topo e ratto.
Il Modulo Allevamento degli Animali da Laboratorio prevede di dare le basi per formare un biotecnologo con effettive competenze nella gestione degli animali da laboratorio. Il corso fornirà competenze di base sul benessere animale nelle specie trattate.
Il corso si propone inoltre di fornire le basi culturali e metodologiche per iniziare a comprendere le innovazioni tecnologiche nel campo della genomica. A tale scopo, vengono forniti elementi di genomica, con particolare riguardo alla strutturazione e all'utilizzo delle banche dati genomiche, delle sequenze genomiche e al loro utilizzo nell'editing genomico e nella genotipizzazione hight-hroughput dei mammiferi.
Il modulo affronta inoltre i principali aspetti specifici relativi alla standardizzazione genetica degli animali ad uso sperimentale, con particolare riferimento a topo e ratto.
Il Modulo Allevamento degli Animali da Laboratorio prevede di dare le basi per formare un biotecnologo con effettive competenze nella gestione degli animali da laboratorio. Il corso fornirà competenze di base sul benessere animale nelle specie trattate.
Risultati apprendimento attesi
Gli studenti approfondiranno con un approccio molecolare i principi e tecniche genetiche che sono applicate nell'allevamento degli animali sia domestici e che da laboratorio, nella valutazione della loro biodiversità, nel mappaggio e identificazione di mutazioni, nella diagnostica genetica e nell'autenticazione e tracciabilità dei prodotti di origine animale. Saranno anche introdotti alle basi teoriche, metodologiche e tecniche dell'analisi genomica.
Per raggiungere tali obiettivi, oltre alle lezioni frontali, sono previste su computer personale esercitazioni pratiche individuali a) di utilizzo di banche dati bioinformatiche on-line (NCBI, Ensembl) per l'identificazione, a partire da indicazioni bibliografiche, di variazioni genetiche e di sequenze nei genomi diploidi e aploidi, disegno di primers, di RFLP, in silico PCR e controllo della conservazione tra specie e tra generi delle regioni nucleotidiche, lettura di elettroferogrammi di sequenze nucleotidiche Sanger (metodo a fluorescenza) per l'identificazione dell'eterozigosi e la ricostruzione di aplotipi. Sono inoltre previste, in aula informatica d'ateneo, esercitazioni individuali con Genome Data Viewer e analsi di reads per l'identificazione di SNVs, delins e CNVs in genomi di animali domestici. Sono inoltree previste uscite didattiche presso altre strutture d'eccellenza del territorio.
Per quanto riguarda la gestione degli animali da laboratorio gli studenti acquisiranno informazioni di base nell'aspetto tecnico-manageriale, ambientale e con cenni agli aspetti di biologia, rispettando le norme di benessere vigenti a livello europeo. Per raggiungere tale obiettivo, oltre alle lezioni frontali, si prevede di effettuare delle esercitazioni presso delle strutture di ricerca del settore e presso centri specializzati in allevamento dell'animale da laboratorio.
Per raggiungere tali obiettivi, oltre alle lezioni frontali, sono previste su computer personale esercitazioni pratiche individuali a) di utilizzo di banche dati bioinformatiche on-line (NCBI, Ensembl) per l'identificazione, a partire da indicazioni bibliografiche, di variazioni genetiche e di sequenze nei genomi diploidi e aploidi, disegno di primers, di RFLP, in silico PCR e controllo della conservazione tra specie e tra generi delle regioni nucleotidiche, lettura di elettroferogrammi di sequenze nucleotidiche Sanger (metodo a fluorescenza) per l'identificazione dell'eterozigosi e la ricostruzione di aplotipi. Sono inoltre previste, in aula informatica d'ateneo, esercitazioni individuali con Genome Data Viewer e analsi di reads per l'identificazione di SNVs, delins e CNVs in genomi di animali domestici. Sono inoltree previste uscite didattiche presso altre strutture d'eccellenza del territorio.
Per quanto riguarda la gestione degli animali da laboratorio gli studenti acquisiranno informazioni di base nell'aspetto tecnico-manageriale, ambientale e con cenni agli aspetti di biologia, rispettando le norme di benessere vigenti a livello europeo. Per raggiungere tale obiettivo, oltre alle lezioni frontali, si prevede di effettuare delle esercitazioni presso delle strutture di ricerca del settore e presso centri specializzati in allevamento dell'animale da laboratorio.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Unità didattica di Genetica molecolare e applicazioni negli animali domestici (Prof. Longeri)
Lezioni Frontali
- Caratteri qualitativi e quantitativi (ore totali 1)
- I geni di interesse produttivo e veterinario. Concetti di mutazione e di polimorfismo genetico (nuove linee guida e nomenclature). Principi e metodi di PCR, PCR allele-specifica, PCR / RFLP e tecniche di elettroforesi. (ore totali 4)
- Principi e metodi del sequenziamento nucleotidico automatizzato a fluorescenza di I generazione (Sanger) e comparazione tra sequenziamento di cloni, di ampliconi da gDNA e da mtDNA (ore totali 4)
- Principi e metodi dell'analisi dei frammenti e SNP. I marcatori molecolari a DNA e le loro applicazioni: profilo genetico, controllo della parentela, autenticazione di specie, genere, tracciabilità individuale di animali e prodotti di origine animale, valutazione della diversità genetica. (ore totali 6)
- Associazione e linkage. La mappa genetica. Cenni su gDNA SNP microarray, mappaggio genico con diversi tipi di marcatori a DNA, concetto di aplotipo. Le banche dati e le sequenze genomiche degli animali domestici, cenni al loro utilizzo nel genome-editing e nell' high-throughput genotyping. (ore totali 6)
- La genetica degli animali da laboratorio (roditori, xenopus, zebrafish). Concetti di parentela e di consanguineità. Ceppi inbred, ceppi outbred, linee ibride (ore totali 2).
L'organizzazione italiana dell'anagrafica d'allevamento (libri genealogici, registri anagrafici, pedigree) e sanitaria (anagrafe nazionale degli animali) (ore totali 1)
Esercitazioni
- Pratica individuale a posto singolo di analisi in silico sui seguenti argomenti: progettazione di primers per PCR, controllo della PCR in silico, identificazione di enzimi per allestire un test di restrizione, lettura ed allineamento di sequenze nucleotidiche Sanger, identificazione di aplotipi. Navigazione nei databases di genomica NCBI ed Ensemble (ore totali 10)
- pratica individuale con Genome Data Viewer e analsi di reads per l'identificazione di SNVs, delins e CNVs in genomi di animali domestici (ore totali 6)
- Seminari esercitativi (ore totali 6)
- Visite didattiche a laboratori di servizio e di ricerca specializzati nell'applicazione della genetica molecolare alla selezione agli animali da reddito, da compagnia e da laboratorio (ore totali 10)
-
Unità didattica di Allevamento degli Animali da Laboratorio (Prof. Marelli)
Lezioni frontali (16 ore)
Allevamento e gestione dei roditori
Allevamento e gestione dei lagomorfi
Ambiente e Welfare nell'animale da laboratorio
Esercitazioni (16 ore)
Visite ad industrie che operano nel settore delle strutture per animali da laboratorio
Visite a centri di ricerca che utilizzano gli animali da laboratorio
Lezioni Frontali
- Caratteri qualitativi e quantitativi (ore totali 1)
- I geni di interesse produttivo e veterinario. Concetti di mutazione e di polimorfismo genetico (nuove linee guida e nomenclature). Principi e metodi di PCR, PCR allele-specifica, PCR / RFLP e tecniche di elettroforesi. (ore totali 4)
- Principi e metodi del sequenziamento nucleotidico automatizzato a fluorescenza di I generazione (Sanger) e comparazione tra sequenziamento di cloni, di ampliconi da gDNA e da mtDNA (ore totali 4)
- Principi e metodi dell'analisi dei frammenti e SNP. I marcatori molecolari a DNA e le loro applicazioni: profilo genetico, controllo della parentela, autenticazione di specie, genere, tracciabilità individuale di animali e prodotti di origine animale, valutazione della diversità genetica. (ore totali 6)
- Associazione e linkage. La mappa genetica. Cenni su gDNA SNP microarray, mappaggio genico con diversi tipi di marcatori a DNA, concetto di aplotipo. Le banche dati e le sequenze genomiche degli animali domestici, cenni al loro utilizzo nel genome-editing e nell' high-throughput genotyping. (ore totali 6)
- La genetica degli animali da laboratorio (roditori, xenopus, zebrafish). Concetti di parentela e di consanguineità. Ceppi inbred, ceppi outbred, linee ibride (ore totali 2).
L'organizzazione italiana dell'anagrafica d'allevamento (libri genealogici, registri anagrafici, pedigree) e sanitaria (anagrafe nazionale degli animali) (ore totali 1)
Esercitazioni
- Pratica individuale a posto singolo di analisi in silico sui seguenti argomenti: progettazione di primers per PCR, controllo della PCR in silico, identificazione di enzimi per allestire un test di restrizione, lettura ed allineamento di sequenze nucleotidiche Sanger, identificazione di aplotipi. Navigazione nei databases di genomica NCBI ed Ensemble (ore totali 10)
- pratica individuale con Genome Data Viewer e analsi di reads per l'identificazione di SNVs, delins e CNVs in genomi di animali domestici (ore totali 6)
- Seminari esercitativi (ore totali 6)
- Visite didattiche a laboratori di servizio e di ricerca specializzati nell'applicazione della genetica molecolare alla selezione agli animali da reddito, da compagnia e da laboratorio (ore totali 10)
-
Unità didattica di Allevamento degli Animali da Laboratorio (Prof. Marelli)
Lezioni frontali (16 ore)
Allevamento e gestione dei roditori
Allevamento e gestione dei lagomorfi
Ambiente e Welfare nell'animale da laboratorio
Esercitazioni (16 ore)
Visite ad industrie che operano nel settore delle strutture per animali da laboratorio
Visite a centri di ricerca che utilizzano gli animali da laboratorio
Prerequisiti
Per sostenere la parte d'esame di Genetica molecolare e applicazioni negli animali domestici è prerequisito aver superato l'esame di Genetica del primo anno.
Metodi didattici
Per entrambe le unità didattiche:
Tutte le lezioni frontali verranno svolte col supporto di proiezione di slides in italiano. Talvolta potranno essere utilizzati collegamenti a siti web di libero accesso.
Tutte le lezioni frontali verranno svolte col supporto di proiezione di slides in italiano. Talvolta potranno essere utilizzati collegamenti a siti web di libero accesso.
Materiale di riferimento
Unità didattica di Genetica molecolare e applicazioni negli animali domestici (Prof.Longeri):
Sulla piattaforma myAriel sono disponibili i pdf del materiale del corso costituito principalmente dalle slides proiettate e spiegate a lezione, oltre a ogni materiale aggiuntivo mostrato durante le lezioni e le esercitazioni e ogni materiale integrativo che il docente abbia citato e che ritenga utile per la preparazione dello studente. Il materiale didattico fornito è molto utile per il superamento dell'esame.
Unità didattica di Allevamento degli Animali da Laboratorio (Prof. Marelli):
Coleman K., Schapiro S.J. (2021) Behavioral Biology of Laboratory Animals. Routledge, Taylor & Francis Group.
Garattini, S., Grignaschi, G., Luzi, F., & Riva, F. (2015). Benessere ed animal care dell'animale da laboratorio. Point Veterinaire Italie
Suckow M.A. editor Laboratory Animal Pocket Reference (mouse, rat, guinea pig, rabbit). Routledge, Taylor & Francis Group.
Weichbrod R.H., Thompson G.A., Norton J.N., editors. (2018) Management of Animal Care and Use Programs in Research, Education, and Testing. 2nd ed. CRC Press/Taylor & Francis.· M.A. Suckow et al. (2001) "Management of Laboratory Animal Care and Use Programs", CRC Press, USA
Sulla piattaforma myAriel sono disponibili i pdf del materiale del corso costituito principalmente dalle slides proiettate e spiegate a lezione, oltre a ogni materiale aggiuntivo mostrato durante le lezioni e le esercitazioni e ogni materiale integrativo che il docente abbia citato e che ritenga utile per la preparazione dello studente. Il materiale didattico fornito è molto utile per il superamento dell'esame.
Unità didattica di Allevamento degli Animali da Laboratorio (Prof. Marelli):
Coleman K., Schapiro S.J. (2021) Behavioral Biology of Laboratory Animals. Routledge, Taylor & Francis Group.
Garattini, S., Grignaschi, G., Luzi, F., & Riva, F. (2015). Benessere ed animal care dell'animale da laboratorio. Point Veterinaire Italie
Suckow M.A. editor Laboratory Animal Pocket Reference (mouse, rat, guinea pig, rabbit). Routledge, Taylor & Francis Group.
Weichbrod R.H., Thompson G.A., Norton J.N., editors. (2018) Management of Animal Care and Use Programs in Research, Education, and Testing. 2nd ed. CRC Press/Taylor & Francis.· M.A. Suckow et al. (2001) "Management of Laboratory Animal Care and Use Programs", CRC Press, USA
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame è svolto in forma orale. Tramite domande aperte, per gli argomenti sviluppati in entrambi i moduli, sarà volto a:
- accertare il raggiungimento degli obiettivi;
- accertare la capacità di applicare conoscenza e comprensione;
- verificare l'autonomia di giudizio dello studente;
- accertare la padronanza del linguaggio specifico.
- accertare il raggiungimento degli obiettivi;
- accertare la capacità di applicare conoscenza e comprensione;
- verificare l'autonomia di giudizio dello studente;
- accertare la padronanza del linguaggio specifico.
AGR/17 - ZOOTECNICA GENERALE E MIGLIORAMENTO GENETICO - CFU: 5
AGR/20 - ZOOCOLTURE - CFU: 3
AGR/20 - ZOOCOLTURE - CFU: 3
Esercitazioni: 40 ore
Esercitazioni di laboratorio a posto singolo: 8 ore
Lezioni: 40 ore
Esercitazioni di laboratorio a posto singolo: 8 ore
Lezioni: 40 ore
Docenti:
Longeri Maria Lina Emilia, Perricone Vera
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento da prendere via e-mail
Lodi Dipartimento di Medicina Veterinaria e Scienze Animali - III piano, st.3090