Conoscenze scientifiche di biologia cellulare e di embriologia

Nel corso di Biologia dello sviluppo verranno studiati i fenomeni connessi alla biologia dello sviluppo (differenziamento, morfogenesi e accrescimento) sia dal punto di vista dell’embriologia sperimentale, sia dei processi molecolari che li regolano.

Il corso ha l’obiettivo di:

a) Fornire le conoscenze di base sull'insieme di processi morfogenetici che dallo zigote generano un organismo pluricellulare. Fornire la conoscenza sui principali eventi di controllo genetico-molecolare operanti nello sviluppo.

b) Spiegare sia i meccanismi cellulari e molecolari alla base dei processi di sviluppo e di differenziamento cellulare, che le relazioni tra embriologia, biologia dello sviluppo e teoria dell’evoluzione.

d) Analizzare gli aspetti applicativi in campo bio-medico e tecnologico.

Il corso prevede 6 CFU (48 ore di lezioni frontali).

Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula con l'ausilio di diapositive in formato Power Point, filmati e consultazione di siti internet dedicati, nonché della lavagna in dotazione nelle aule.

L'esame consiste in un colloquio orale durante il quale vengono valutati i risultati di apprendimento complessivamente acquisiti dallo studente.

Introduzione: note storiche con riferimento alle teorie dell’epigenesi, del preformismo, del plasma germinale e alle definizioni di sviluppo regolativo e sviluppo a mosaico.

Le fasi iniziali dell’embriogenesi: fecondazione, segmentazione e gastrulazione; piano strutturale dell'embrione a tre foglietti nei diversi organismi modello dai nematodi ai mammiferi.

Comunicazione tra cellule durante lo sviluppo: adesione cellulare e determinazione del destino cellulare, affinità differenziale, segregazione spaziale. Interazioni cellula-matrice extracellulare e ruolo nel differenziamento, proliferazione e migrazione cellulare.

Regolazione dello sviluppo: Ruolo dei geni materni nella segmentazione. I morfogeni. Attivazione del genoma zigotico.

I meccanismi molecolari dello sviluppo: equivalenza del genoma. Espressione differenziale dei geni durante lo sviluppo: imprinting genomico, metilazione, acetilazione, condensazione della cromatina, fattori di trascrizione e loro modalità di azione. Esempi di differenziamento e di transdifferenziamento. Apoptosi.

L’induzione primaria: Esperimenti di Spemann e Mangold: scoperta dell’induzione embrionale primaria. Il centro di Nieuwkoop: l’induzione del mesoderma dorsale e la formazione dell’organizzatore. Segnali diffusibili e molecole coinvolte nella dorsalizzazione. Specificità regionale dell’induzione.

Esempi di organogenesi: sviluppo e differenziamento dell'arto, occhio, rene e cuore. Ematopoiesi, miogenesi, differenziamento delle cellule della cresta neurale.

Applicazioni bio-mediche e tecnologiche: Fecondazione in vitro. Le cellule staminali: origine, potenzialità e limiti. La clonazione e gli esperimenti di trapianto nucleare. La clonazione terapeutica.

Gilbert F.S., Biologia dello sviluppo, Zanichelli.

Wolpert L., Biologia dello sviluppo, Zanichelli.

Giudice G., Augusti-Tocco G., Campanella C., Biologia dello sviluppo, Casa Editrice Piccin.

Andreuccetti P., Carnevali O., Dini L., et al., Biologia dello sviluppo, Mc Graw-Hill.