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Oggetto:
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Genomics and Epigenomics of Gene Regulation

Oggetto:

Genomica ed Epigenomica della Regolazione Genica

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Academic year 2020/2021

Course ID
BIO0143B Pds 306-TB
Teachers
Prof. Pier Paolo Pandolfi De Rinaldis
Prof.ssa Valeria Poli
Degree course
[0101M21] Molecular Biotechnology
Year
1st year
Teaching period
To be defined
Type
Distinctive
Credits/Recognition
5 CFU
Course disciplinary sector (SSD)
BIO/11 - biologia molecolare
Delivery
Formal authority
Language
English
Attendance
Obligatory
Type of examination
Oral
Type of learning unit
modulo
Modular course
GENOMICS AND EPIGENOMICS (BIO0143 Pds 306-TB)
Prerequisites

This class requires basic knowledge of the epigenetic mechanisms regulating gene expression as well as of the mechanisms of post-transcriptional regulation via RNA interference and microRNAs.

La frequenza di questo insegnamento presuppone una conoscenza di base dei meccanismi epigenetici di regolazione dell’espressione genica e dei meccanismi di regolazione post-trascrizionale da parte dell’interferenza dell’RNA e dei micro-RNA.

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Sommario del corso

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Course objectives

This course aims at providing students with updated information on the molecular basis of epigenetic regulation of the activities of genetic material, in particular transcription, through the interaction of DNA-binding proteins (transcription factors, readers) and enzymes that covalently modify the chromatin (writers, erasers). Concepts of spatial regulation of transcription and nuclear architecture will also be discussed, as well as the mechanisms regulating the activities of microRNAs and the role of RNA interference in gene expression regulation. Finally, the main known roles of non-coding RNAs will be discussed. Last but not least, all this knowledge will be put to use for the understanding of their most advanced biotechnological and biomedical applications, and in particular the development of epigenetic drugs and the use of RNA interference techniques in the treatment of acquired or inherited diseases.

Questo insegnamento si prefigge di fornire agli studenti informazioni aggiornate sulle basi molecolari della regolazione epigenetica delle attivita’ del materiale genico, in particolare la trascrizione, tramite l’interazione di proteine che legano il DNA (fattori trascrizionali, readers) ed enzimi che modificano covalentemente la cromatina (writers, erasers). Si discuteranno inoltre concetti di regolazione spaziale della trascrizione e di architettura nucleare, e si approfondira’ la conoscenza dei meccanismi che regolano l’attivita’ dei microRNA e in generale il ruolo dell’ interferenza dell’RNA nella reglazione dell’espressione genica. Infine, si discuteranno i principali ruoli noti degli RNA non codificanti. Non ultimo, tutte queste conoscenze verranno messe a frutto per la comprensione delle loro piu’ avanzate applicazioni biotecnologiche e biomediche, e in particolare lo sviluppo di farmaci epigenetici e l’uso di tecniche di interferenza dell’RNA nella terapia delle malattie acquisite o erededitarie. 

 

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Results of learning outcomes

Aside from knowing the topics illustrated during the lessons, at the end of the course students will have to demonstrate that they are able to interconnect the knowledge gained about the different topics and have mastered the most recent literature on the processes studied and their alterations in pathological processes. In addition, students must be able to critically evaluate experimental approaches (in vitro and in vivo) that are the basis of the current knowledge in this field of research.

Oltre a conoscere gli argomenti oggetto delle lezioni, al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di collegare tra loro le conoscenze acquisite sui diversi argomenti e di aver acquisito padronanza con la più recente letteratura relativa ai processi studiati e alle loro alterazioni in processi patologici. Inoltre, dovra’ essere in grado di valutare criticamente gli approcci sperimentali (in vitro e in vivo) che sono alla base delle conoscenze attuali in questo ambito di ricerca. 

 

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Program

Epigenetics and transcription

•Revision of hopefully known concepts related to chromatin and transcription – the bases •TF: how the activation domains work – demonstration of the recruitment mechanism •Enhansosomes and repressosomes: new concepts •The histone code and its interpretation – writers/readers/erasers •Long and short range transcriptional repression •DNA methylation/demethylation (regulation, functions) •Epigenetic reprogramming during development •Epigenetic mutantions/modifications and cancer and as therapeutic targets •New thoughts: is there an epigenetic memory across generations? •New concepts in the gene expression factory •Nuclear architecture and transcription •Transcriptional insulators

The RNA WORLD:

Non-coding RNAs, transcriptional an post-transcriptional control and EPIGENETICS

•The mechanism of the RNA interference •microRNAs: biogenesis, transc. and post-transc. regulation, biological roles, alterations in disease (e.g. cancer) •Not just micro: other short dsRNAs and their roles •Transcriptional regulation •Long non-coding RNAs •Competing endogenous RNAs …. and more  
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Course delivery

 

The course will consist for 80% of platform lectures, and for 20% of critical reading sessions, compulsory.

L’insegnamento si svolgera’ 80% mediante lezioni frontali e 20% mediante le sessioni di lettura critica, la cui frequenza e’ obbligatoria. 

 

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Learning assessment methods

After the completion of the platform lectures, there will be several sessions of critical reading of the relevant literature, as follows: students will be ablt o choose one paper from a provided list of articles, and will present it to the class,  followed by a discussion of contents, implications, experimental approach and perspectives. At the end, scores in  30th will be assigned (up to 30/30 + laudem=31/30). These will contribute 30% of the final score.

The final test will be oral, aiming at determining the acquired knowledge, the degree of understanding and the ability to connect different problems. Une of the questions will be about one of the papers discussed during the crtical readinf sessions, chosen by the teacher. Scoring will be in 30th (up to 30/30 + laudem=31/30). The final score will be a weighted mean between the score obtained in the critical reading session (30% of the final score) and that obtained in the oral exam (70% of the final score).

Al termine delle lezioni frontali, si svolgeranno quattro o più sessioni di lettura critica di articoli scientifici inerenti agli argomenti trattati a lezione. Gli studenti potranno scegliere ognuno un articolo scientifico tra una lista di lavori consigliati, e dovranno esporlo criticamente alla classe, seuito da una discussione dei contenuti, degli approcci usati e delle prospettive.  Verranno assegnati dei punteggi in trentesimi (fino a 30/30 e Lode = 31/30) che faranno media ponderata con il punteggio ottenuto nel successivo esame orale, pesando per circa il 30% rispetto al voto finale.

L’esame, orale, sara’ volto a determinare le conoscenze acquisite, il loro grado di approfondimento e la capacita’ acquisita dallo studente di collegare le diverse tematiche tra di loro. Almeno una delle domande vertera’ su uno degli articoli presentati in classe, a scelta del docente. La votazione sara’ in trentesimi (fino a 30/30 e Lode) e il punteggio finale sara’ una media ponderata tra i punteggi ottenuti per la parte delle letture critiche (30% del voto finale) e l’esame orale (70% del voto finale). 

 

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Support activities

All slides used during the lectures and the bibliographic material will be provided on the Campusnet platform or directly to the students at class.

Personal consulting/tutoring available previous email appointment.

Tutte le diapositive usate nel corso delle lezioni e il materiale bibliografico verra’ messo a disposizione degli studenti sulla piattaforma Campusnet o direttamente in classe.
Attivita’ di tutoraggio e’ prevista su base individuale con l’insegnante, previo appuntamento. 

Suggested readings and bibliography

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Alberts - MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL - ZANICHELLI

CRAIG EAL., MOLECULAR BIOLOGY - PEARSON

Scientific papers provided in class.

Alberts - MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL - ZANICHELLI

CRAIG EAL., MOLECULAR BIOLOGY - PEARSON
Articoli scientifici assegnati a lezione. 



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Notes

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico
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    Last update: 28/09/2020 15:29
    Location: https://www.molecularbiotechnology.unito.it/robots.html
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