Seminario di biologia

10 Nov 2021 (2h 00m)

Alessandro Cellerino - Corso (attività didattica) - Mista

Natura della variazione

23 Nov 2021 (2h 00m)

Alessandro Cellerino - Corso (attività didattica) - Mista

Tratti genetici quantitativi, deriva genica, flusso genico tra popolazioni

01 Dic 2021 (2h 00m)

Alessandro Cellerino - Corso (attività didattica) - Mista

Misurare la selezione. Coefficiente di selezione, ruolo della varianza additiva. Selezione e drift. Selezione e flusso genico. Basi della standing variation e meccanismi della evoluzione direzionale: pochi geni di grande effetto, molti geni di piccolo effetto e ruolo della mutazione.

15 Dic 2021 (2h 00m)

Alessandro Cellerino - Corso (attività didattica) - A distanza

Misure dirette e indirette di selezione: frequenza degli alleli, vantaggio dei fenotipi, selezione positiva. Selezione sessuale e ornamenti

16 Dic 2021 (2h 00m)

Alessandro Cellerino - Corso (attività didattica) - Mista

Evoluzione della longevitá

13 Gen 2022 (2h 00m)

Francesco Raimondi - Corso (attività didattica) - Mista

Introduction; Molecular Evolution; Sequence Alignments

21 Gen 2022 (2h 00m)

Francesco Raimondi - Corso (attività didattica) - Mista

Sequence Alignments and Molecular Phylogenetics

27 Gen 2022 (2h 00m)

Francesco Raimondi - Corso (attività didattica) - Mista

Protein Structure and Proteome modularity

03 Feb 2022 (2h 00m)

Francesco Raimondi - Corso (attività didattica) - Mista

The tree of life

04 Feb 2022 (2h 00m)

Francesco Raimondi - Corso (attività didattica) - Mista

The Last Universal Common Ancestor

15 Feb 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - Mista

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 1. Il mitocondrio e i suoi ruoli biologici; cenni sulla morfologia e aspetto nelle cellule, dinamica della rete mitocondriale (condrioma), fusione e fissione degli organuli. Generalità sulle funzioni della membrana interna: composizione e (im)permeabilità, differenza di potenziale elettrochimico. Alcuni aspetti generali dei processi di trasporto attraverso membrana. Principi di bioenergetica e loro base termodinamica. Richiami di termodinamica dell’equilibrio: quanto è utile per definire proprietà anche in sistemi fuori dall’equilibrio come le cellule. Flusso in stato stazionario in una sequenza di reazioni chimiche e forza termodinamica traente di un processo reattivo. Aspetti termodinamici dei processi redox. Tecniche descritte: varie microscopie per osservare i mitocondri; uso di ionofori nello studio del trasporto di membrana.

22 Feb 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - Mista

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 2. Come e perché l’ATP vale come unità di scambio energetico nella cellula. Espressione della carica energetica cellulare in base ai rapporti di concentrazione nel pool degli adenilati. Il sistema degli adenilati è un dispositivo che trasferisce e distribuisce l’energia proveniente dal metabolismo dei nutrienti. Turnover di ATP in vivo. Processi e coenzimi redox per estrarre e trasferire energia chimica nella cellula. Generalità su catena di trasporto degli elettroni (ETC) mitocondriale e suoi meccanismi. Analisi e nomenclatura dei complessi della ETC. Variazioni di potenziale redox complessive nel trasporto elettronico attraverso i complessi della ETC. Differenze rilevanti tra i processi redox nella membrana interna mitocondriale (MIM) e quelli in soluzione. Tecniche descritte: metodi per determinare i livelli degli adenilati nei tessuti e nelle cellule; ossigrafo (elettrodo di Clark), spettrofotometria differenziale, potenziometria redox.

01 Mar 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - Mista

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 3. Misura dei potenziali nei sistemi mitocondriali. Uso di sonde fluorescenti per stimare la forza protomotrice (Δp) dal potenziale elettrico (Δψ) della MIM. È possibile misurare piccole variazioni di Δψ in vivo? Gli elettroni si spostano da un centro redox a un altro per effetto tunnel. Proprietà dell’effetto tunnel quantistico e suo modello semi-empirico. L’effetto tunnel elettronico consente a complessi con più centri redox di orientare i trasferimenti secondo uno schema funzionale: esempio della citocromo ossidasi (COX). Reazioni redox col Coenzima Q nei Complessi II e III. Descrizione del ciclo Q. Formazione di O2•– nel Complesso III. Formazione di reactive oxygen species (ROS) nel mitocondrio e loro detossificazione con enzimi dedicati. “Non tutto il ROS viene per nuocere”: un primo accenno alla segnalazione retrograda. Cenni sul trasporto inverso di elettroni e sulla generazione di Δp per idrolisi di ATP: alcune notevoli eccezioni. Tecniche descritte: Uso di vari tipi di cationi lipofili per misurare Δψ; Cenno sul contributo della “chimica a scatto” (click chemistry).

08 Mar 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - In presenza

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 4.Il processo di riduzione di O2 catalizzato dalla Citocromo c Ossidasi (COX) consente di evitare la formazione di ROS. Ciclo catalitico della COX: il pompaggio di protoni per generare la forza protomotrice è accoppiato al processo redox. Il complesso V è la ATP sintasi. Catalisi rotazionale e modelli per accoppiare il passaggio di protoni e la sintesi di ATP. Diverse subunità della ATP sintasi nei vari organismi e organuli. Il genoma negli organuli a doppia membrana: Il mtDNA nei mammiferi e nella specie umana. Eredità mitocondriale. Mappa fisica del genoma mitocondriale umano. Impacchettamento del mtDNA nel nucleoide. Tecniche descritte: visualizzare la catalisi rotazionale della ATPasi; accoppiamento Batteriorodopsina/ATPasi.

15 Mar 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - Mista

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 5. Il mtDNA e l’eredità materna (esiste un’eredità paterna del mtDNA? Le eccezioni sono conferma di una regola quasi ferrea). Le possibili ragioni biologiche dell’eredità materna per il mtDNA e la sua ideale omoplasmia. La strettoia mitocondriale nell’oogenesi del mammifero. Le mutazioni nel mtDNA: un problema complesso. Replicazione del mtDNA: modelli per la sintesi dei due filamenti del mtDNA. Come si possono vedere gli intermedi replicativi con la 2D-AGE (elettroforesi bidimensionale in gel di agarosio). Come incidono le mutazioni in rapporto alla loro percentuale sul totale delle molecole di mtDNA di un mitocondrio (o di una cellula). Esistono casi di trasmissione del mtDNA paterno nella specie umana? Tecniche descritte: gSTED, 2D-AGE.

22 Mar 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - Mista

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 6.Espressione del proteoma mitocondriale. La trascrizione del filamento H e del filamento L. Scissione e maturazione dei trascritti primari dei filamenti H e L: la “punteggiatura” coi tRNA. Componenti della traduzione mitocondriale: i mitoribosomi e loro differenze con altri ribosomi. Visione d’insieme del ciclo della traduzione col mitoribosoma umano. L’importo di proteine mitocondriali a sintesi citoplasmica. Cenni sull’architettura dei compartimenti mitocondriali e dei complessi che la organizzano. Espressione coordinata delle proteine mitocondriali. Regolazione dei geni nucleari per i fattori di trascrizione mitocondriali, e per le subunità a codifica nucleare dei complessi della fosforilazione ossidativa. Come si dimostra in vitro e in vivo il legame e l’attività tra fattori di trascrizione e sequenze di DNA del promotore. Tecniche descritte: analisi sperimentale degli elementi cis-attivi nei promotori (EMSA, delezione/linker scanning del promotore, ChIP).

29 Mar 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - Mista

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 7. Come avviene il montaggio, topologicamente e topograficamente ordinato, dei complessi proteici OXPHOS formati da molte subunità. Uso di una strategia bottom-up per il profilo dinamico del complesso I e risolvere le varie tappe del suo montaggio. Isolamento dei vari intermedi di formazione del complesso; separazione in subunità di ciascun complesso o sub-complesso di montaggio; identificazione tramite sequenza di ogni subunità. Un modello della via di montaggio pressoché completa per il complesso I. Il respirasoma e il suo possibile significato. Tecniche descritte: SDS-PAGE, blue native PAGE, spettrometria di massa delle proteine. Applicazione delle tecnologie di genome editing al mitocondrio: le prospettive di terapia genica delle malattie dovute a mutazioni nel mtDNA usando ZFN (nucleasi a Zinc-Finger) e (mito)TALEN (Transcriptional Activator-Like Effector Nucleases); è possibile usare anche CRISPR/Cas9 e simili? Tecniche descritte: epitopi per anticorpi fluorescenti in vettori di espressione; eGFP e mCherry come marcatori fluorescenti intrinseci.

01 Apr 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - Mista

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 8.È possibile la biogenesi mitocondriale locale nei lunghi prolungamenti neuronali lontano dal soma cellulare? Meccanismi del condrioma rilevanti nella biogenesi degli organuli. Fusione e fissione mitocondriali: effettori e controllo del bilanciamento tra i due processi. Eliminazione di mitocondri difettosi per mitofagia. Trasporto anterogrado e retrogrado dei mitocondri nei prolungamenti neuronali. Esperimenti per mostrare che replicazione del mtDNA, fusione e fissione di mitocondri avvengono negli assoni di neuroni periferici. Un’ipotesi recente sulla possibilità che mRNA per proteine mitocondriali codificate nel nucleo raggiungano i compartimenti distali di un neurone. Tecniche descritte: misura della replicazione del DNA in situ col saggio BrdU e anticorpi anti-BrdU.

05 Apr 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - Mista

Terzo Modulo (Le dinamiche mitocondriali nella bioenergetica cellulare), lezione 9. La segnalazione retrograda mitocondriale di GPS2. GPS2 si localizza nei mitocondri e nel nucleo, dove regola la funzione mitocondriale agendo sulla trascrizione di geni a codifica nucleare per i mitocondri (neMITO). GPS2 media l’inibizione di Ubc13, portando alla demetilazione su H3K9 e all’espressione dei geni neMITO. Traslocazione retrograda di GPS2 in seguito a depolarizzazione dei mitocondri. La localizzazione intracellulare di GPS2 è regolata per SUMOilazione/deSUMOilazione. GPS2 attiva la trascrizione dei geni neMITO in risposta allo stress dovuto a depolarizzazione dei mitocondri. La traslocazione retrograda di GPS2 è importante anche per processi fisiologici: avviene infatti anche durante l’adipogenesi. Tecniche descritte: saggio Global Run-On sequencing (GRO-seq); knock-out genico tessuto-specifico.

10 Maggio 2022 (2h 00m)

Federico Cremisi - Corso (attività didattica) - In presenza

Terzo modulo, lezione 10. Studiare i processi di sviluppo embrionale senza usare gli embrioni. Metodi di studio di embrioni a sviluppo esterno e di topo. Cellule pluripotenti murine ed umane.