ANALISI GENETICHE E GENOMICHE
Lauree Magistrali in: Biologia Applicata alla Biomedicina, Biologia
Molecolare e Cellulare, Biotecnologie Molecolari e Industriali
Il corso si tiene in presenza (le registrazioni delle lezioni sono
comunque scaricabili da questa pagina).
ISCRIZIONE AGLI ESAMI (LINK DI ATENEO)
MODALITA’ DI ESAME E RISULTATI DELLE PROVE
SCRITTE
Informazioni generali sul corso.
Attenzione: leggere attentamente
quanto segue.
1) Libri di testo
consigliati: |
"Genetica molecolare
umana ", by Tom Strachan & Andrew P. Read (Zanichelli) |
"Introduzione alla
Genomica", by Greg Gibson & Spencer Muse (Zanichelli) |
Dispensa (ZIP FILE, RAR FILE) |
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2) Tipologia di lezioni: |
Le lezioni sono di tipo
frontale. Non sono previsti
laboratori. |
I 3 CFU del Professor
Marangoni consistono in lezioni pratiche. Si richiede di portare il proprio
PC portatile per seguire quanto verra’ richiesto. |
|
3) Altro materiale
utile: |
Tutto il materiale utile si
puo' trovare scaricabile da questo sito. |
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4) Il programma del
corso: |
Il programma del corso e' riportato contestualmente al
calendario sottostante |
Gli appelli successivi al
01/01 saranno incentrati sul programma attuale del corso. Gli studenti che
avessero frequentato gli a.a. precedenti dovranno necessariamente aggiornare
la propria preparazione (a meno di richiedere di sostenere l’esame
direttamente con la docente precedente, Prof. Ombretta Melaiu). |
Normalmente il programma di studio evolve lentamente di anno in anno. E' pertanto garantita una altissima compatibilita' tra programmi distanti entro i 3 anni. |
5) I ricevimenti: |
Non esiste un orario
specifico di ricevimento. Occorre prenotare un appuntamento col docente
all'indirizzo: stefano.landi@unipi.it
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6)
L'esame, prova scritta: |
E' prevista
una prova scritta della durata di due ore. |
Segui questo link per LE DATE DEGLI APPELLI,
L' ISCRIZIONE E I RISULTATI DELLE PROVE SCRITTE. |
Per visionare le prove scritte occorre
richiedere un appuntamento inviando una posta elettronica La valutazione verra’
mantenuta per 12 mesi. |
L'esame, prova
orale opzionale: |
E' possibile
sostenere anche una prova orale facoltativa. Questa puo'
essere sostenuta in qualsiasi momento dopo la correzione della prova scritta
(anche fuori dal periodo delle date degli appelli). Per accedere alla prova
orale basta prendere un appuntamento inviando una e-mail all'indirizzo: stefano.landi@unipi.it |
La
prova orale fornisce la possibilita' di perfezionare la propria valutazione
dello scritto fino ad un massimo di 1 punto A SALIRE, qualora la prova orale
sia migliore dello scritto, o A SCENDERE, qualora si evidenzino lacune non
emerse nello scritto o incapacita’ di capire i propri errori. Il voto finale risulta dalla
media matematica con la valutazione del Prof. Marangoni. |
CON
LA PUBBLICAZIONE DEI RISULTATI DI ESAME VIENE ANCHE AFFISSA LA DATA PER LA
VERBALIZZAZIONE. DATO
CHE LA VALUTAZIONE VIENE MANTENUTA PER MOLTO TEMPO, SARA’ POSSIBILE
VERBALIZZARE ANCHE IN UN SECONDO MOMENTO SE UNO FOSSE IMPOSSIBILITATO A
VENIRE IL GIORNO RICHIESTO DAL DOCENTE. |
7) Consiglio: |
Il corso di una laurea
magistrale prevede varie puntualizzazioni e arricchimenti rispetto a quanto
presente sui libri di testo. Si raccomanda molto vivamente di integrare lo
studio seguendo attivamente le lezioni. 1) possibilita' di
scaricare le diapositive del corso e una bozza di dispensa 2) orario di ricevimento
definibile di volta in volta previo appuntamento col docente 3) possibilita' di Scaricare gli esami
precedenti |
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8) Cose da NON fare
all'esame (in presenza): |
All'esame (se in presenza)
ci si presenta con 1) FOGLIO PER LA BRUTTA
COPIA 2) CALCOLATRICE, 3) DOCUMENTO DI IDENTITA', 4) PENNA (BLU O NERA). 5) Computer Portatile (con
carica di almeno 2 h e collegamento alla rete WiFi per accedere a
GoogleForms) |
La consegna forzata della
prova scritta al punto in cui essa si trova scatta nel momento in cui si e'
sorpresi a copiare da compagno o da appunti o tramite utilizzo di altri mezzi
di comunicazione. |
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9) Domande frequenti o
di interesse generale ricevute tramite e-mail: |
Seguire questo link: le FAQ (frequently asked
questions) del corso. |
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CALENDARIO
PREVISTO PER L’ANNO 2021-2022
Data |
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Ora |
Aula |
Ore |
Ore cumulate |
Argomento |
SLIDES |
AUDIO VIDEO RECORDINGS |
Link interattivi |
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23/09 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
2 |
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Questa lezione sara’ tenuta dal Prof. Roberto Marangoni che introdurra’ il
suo modulo. |
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24/09 |
Ven |
8.30-10 |
Polo Nobili Aula B |
2 |
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Questa lezione sara’ tenuta dal Prof. Roberto
Marangoni. |
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30/09 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
2 |
2 |
Introduction to the course. Refreshing the basics of Genetics |
.REC. |
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1/10 |
Ven |
8.30-10 |
Polo Nobili Aula B |
2 |
4 |
Types of polymorphisms in the genomes. Minisatellites, microsatellites. DNA fingerprinting, Instability of
microsatellites. The Slippage-misalignment
model. Neurodisorders caused by aberrant expansion of triplet microsatellites. SNPs e INS/DELs. |
.REC. |
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7/10 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
2 |
6 |
Discovery methods: Single Strand Conformation
Polymorphism (SSCP). High-resolution melting (HRM). Sanger’s sequencing
reaction. Genotyping: DOT BLOT. Genotyping by RFLP (restriction fragment length
polymorphism) e PCR-RFLP, ASO-PCR (o ARMS-PCR), OLA (Oligonucleotide Ligation
Assay), MALDI-TOF, TaqMan Allelic Discrimination Assay. |
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.REC. |
Video on Real Time qPCR. |
8/10 |
Ven |
8.30-10 |
Polo Nobili Aula B |
2 |
8 |
Microarrays for genotyping: the Single Base
Extension (general principle). Illumina® BeadArray. Microarrays for genotyping: hybridization with
Affymetrix A short tour in dbSNPs, gnomAD, UCSC Genome Browser,
the most used databases for browsing the genetic variations. Segmental
Duplications (mandatory and polymorphic). Mechanisms of formation: unequal
crossing-over, whole-genome duplications. chromosomal rearrangements. |
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.REC. |
Link
a dbSNP, gnomAD, e UCSC Genome Browser |
14/10 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
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Questa lezione sara’ tenuta dal Prof. Roberto Marangoni |
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15/10 |
Ven |
8.30-10 |
Polo Nobili Aula B |
2 |
10 |
Copy number variations (CNVs). The loci of CYP2D6 GSTM1 and GSTT1 as an
example of mandatory or polymorphic duplications in the human genome. The example of CYP2D6 in the metabolism of
antidepressants and other drugs. The analysis of CNVs by PCR+ gel electrophoresis, by
MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification, also called Multiplex
Oligonucleotide Ligation Assay), by TaqMan assay (Real-time quantitative PCR)
or by microarrays. How genetic polymorphisms are related to each other
within genomes? Haplotypes and Linkage Disequilibrium (LD), definitions. The
history of the human migrations, the concept of LD blocks. We are patchwork
of ancestral chromosomes. Calculation of the LD force between two polymorphisms using parameters
D and r2. |
.REC. |
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21/10 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
2 |
12 |
The forces that shape haplotypic variability and modulate the
intensity of the linkage disequilibrium. Molecular and non-molecular methods
to define a haplotype. The HAPMAP project (www.hapmap.org). The haplotype-tagging SNPs. A visual example. Why we
do not need to genotype all the polymorphisms in the genome. |
|
.REC. |
Link
al primo Progetto di studio degli aplotipi umani (HapMap). |
22/10 |
Ven |
8.30-10 |
Polo Nobili Aula B |
2 |
14 |
The database HaploReg,
listing SNPs with their reciprocal LD. A practical use of the SNP arrays for detecting
deletions/duplications in genomes. The example of the Duchenne’s Muscolar Distrophy.
From the early probes (southern blot), to the microsatellites, MLPA analysis
and SNP arrays. Use of SNP arrays for mapping inherited and de
novo deletions in probands affected by
mendelian/oligogenic traits. Combination of different patients with the same
phenotype for refining the minimal critical region for a disease. |
.REC. |
Link a HaploReg. |
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28/10 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
2 |
16 |
More examples on deletions detected by SNP arrays. Introduction to the linkage analysis for mapping mendelian
traits. History (Huntington Disease). The information content of a
polymorphism (PIC) and the heterozygosity as proxy for PIC. Why this
parameter is important for linkage studies. Detecting recombinant kindreds for calculating the
LOD scores in dominant traits. Example of the calculation of a LOD score in
two families. The multipoint lod score (MLS). Introduction to the linkage analysis for recessive
traits. |
.REC. |
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29/10 |
Ven |
8.30-10 |
Polo Nobili Aula B |
2 |
18 |
Autozygosity mapping exploiting the segments of
identity by descent (IBD) in families. Example of the mapping of the gene for
cystic fibrosis exploiting the IBD segments at population level. |
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.REC. |
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4/11 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
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Questa lezione sara’ tenuta dal Prof. Roberto Marangoni |
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5/11 |
Ven |
8.30-10 |
Polo Nobili Aula B |
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Questa lezione sara’ tenuta dal Prof. Roberto Marangoni
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9/11 |
MaR |
15.30-17.30 |
Aula H, Polo
Fibonacci Edificio C |
2 |
20 |
Introduction to Next Generation Sequencing. The reaction of pyrosequencing and the 454 system. 454/GS_FLX – emulsion-based PCR. Ion Torrent. Illumina®, the bridge amplification and the
sequencing by synthesis. |
.REC. |
You can download video explicative of NGS here (it
needs Winrar or Winzip: Videoclips) |
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11/11 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
2 |
22 |
Single-molecule NGS methods: Oxford Nanopore and
Pacific-Biosciences. Applications: whole genome sequencing (WGS),
whole-Exome sequencing (WES), RNA sequencing (RNA-seq). Graphic illustration of the mapping of the
"reads" in a genome browser. Irregular coverage of the genome.
Relationship between "depth" and non-sequenced genome fraction.
Relationship between number of reads and fraction of the non-sequenced
genome. Relationship between depth and coverage. Relationship between depth and
number of "genetic variations" detectable in a genome. |
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.REC. |
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12/11 |
Ven |
8.30-10 |
Polo Nobili Aula B |
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Questa lezione non sara’ tenuta |
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18/11 |
GIOV |
8.30-10 |
Polo San Rossore
Aula D1 |
2 |
24 |
Possible
"quantitative" use of RNA-seq.
RNA-seq for the detection of mRNA isoforms. NGS to detect CNVs. The
1000Genomes, ExAC and GnomAD projects. The NHLBI project exome sequencing project. Example
of mapping for autozygosity using NGS. Exome sequencing vs whole genome sequencing. What
information can we understand? The ENCODE project. |
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PROGRAMMA SVOLTO PER L’ANNO 2020-2021
Ore cumulate |
Argomento |
SLIDES |
AUDIO VIDEO RECORDINGS |
Link interattivi |
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2 |
Introduction to the course. Refreshing the basics of Genetics |
.REC. |
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4 |
Types of polymorphisms in the genomes. Minisatellites, microsatellites. DNA fingerprinting, Instability of
microsatellites. The Slippage-misalignment
model. |
.REC. |
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6 |
Neurodisorders caused by aberrant expansion of triplet
microsatellites. SNPs e INS/DELs. Discovery methods: Single Strand Conformation
Polymorphism (SSCP). High-resolution melting (HRM). Sanger’s sequencing
reaction. Genotyping: DOT BLOT. |
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.REC. |
|
8 |
Genotyping by RFLP (restriction fragment length
polymorphism) e PCR-RFLP, ASO-PCR (o ARMS-PCR), OLA (Oligonucleotide Ligation
Assay), MALDI-TOF, TaqMan Allelic Discrimination Assay. Microarrays for genotyping: the Single Base
Extension (general principle). Illumina® BeadArray. |
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.REC. |
Video on Real Time qPCR. |
10 |
Microarrays for genotyping: hybridization with
Affymetrix A short tour in dbSNPs, gnomAD, UCSC Genome Browser,
the most used databases for browsing the genetics variations. |
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.REC. |
Link
a dbSNP, gnomAD, e UCSC Genome Browser |
12 |
Segmental Duplications. Mandatory and optional.
Mechanisms of formation: unequal crossing-over, whole-genome duplications.
chromosomal rearrangements. The loci
of CYP2D6 as an example of mandatory and polymorphic duplications and
interstitial deletions in the human genome. The example of CYP2D6 in the metabolism of antidepressants
and other drugs. |
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.REC. |
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14 |
The loci of GSTM1, GSTT1, and TP53
as example of mandatory and polymorphic duplications and interstitial
deletions in the human genome. Genotyping of polymorphic interstitial
deletions and small insertions by gel electrophoresis of PCR products. Analysis by Multiplex Ligation-dependent
Probe Amplification (also called Multiplex Oligonucleotide Ligation Assay),
analysis by TaqMan assay (Real-time quantitative PCR). How polymorphisms are related each other within
genomes? Haplotypes and Linkage Disequilibrium (LD), definitions. The history
of the human migrations, the concept of LD blocks. We are patchwork of
ancestral chromosomes. |
.REC. |
|
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16 |
Calculation of the LD force between two polymorphisms using parameters
D and r2. The forces that shape haplotypic variability and modulate the
intensity of the linkage disequilibrium. Molecular and non-molecular methods
to define a haplotype. The HAPMAP project (www.hapmap.org). |
|
.REC. |
Link
al primo Progetto di studio degli aplotipi umani (HapMap). |
18 |
The haplotype-tagging SNPs. A visual example. Why we
do not need to genotype all the polymorphisms in the genome. The database HaploReg, listing SNPs with their
reciprocal LD. A practical use of the SNP arrays for detecting
deletions/duplications in genomes. The example of the Duchenne’s Muscolar Distrophy.
From the early probes (southern blot), to the microsatellites, MLPA analysis
and SNP arrays. Use of SNP arrays for mapping inherited and de
novo deletions in probands affected by
mendelian/oligogenic traits. Combination of different patients with the same
phenotype for refining the minimal critical region for a disease. |
.REC. |
Link a HaploReg. |
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20 |
More examples on deletions detected by SNP arrays. Introduction to the linkage analysis for mapping
mendelian traits. History (Huntington Disease). The information content of a
polymorphism (PIC) and the heterozygosity as proxy for PIC. Why this
parameter is important for linkage studies. Detecting recombinant kindreds for calculating the
LOD scores in dominant traits. Example of the calculation of a LOD score in
two families. The multipoint lod score (MLS). Introduction to the linkage analysis for recessive
traits. |
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.REC. |
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22 |
Autozygosity mapping exploiting the segments of
identity by descent (IBD) in families. Example of the mapping of the gene for
cystic fibrosis exploiting the IBD segments at population level. Introduction to Next Generation Sequencing. The reaction of pyrosequencing and the 454 system. |
.REC. |
You can
download video explicative of NGS here (it needs Winrar or Winzip: Videoclips) |
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24 |
454/GS_FLX – emulsion-based PCR. Ion Torrent. Illumina®, the bridge amplification and the
sequencing by synthesis. Single-molecule NGS methods: Oxford Nanopore and
Pacific-Biosciences. Applications: whole genome sequencing (WGS),
whole-Exome sequencing (WES), RNA sequencing (RNA-seq). Graphic illustration of the mapping of the
"reads" in a genome browser. Irregular coverage of the genome.
Relationship between "depth" and non-sequenced genome fraction.
Relationship between number of reads and fraction of the non-sequenced genome.
Relationship between depth and coverage. Relationship between depth and
number of "genetic variations" detectable in a genome. Possible "quantitative" use of
RNA-seq. RNA-seq for the detection of
mRNA isoforms. NGS to detect CNVs. The
1000Genomes, ExAC and GnomAD projects. The NHLBI project exome sequencing project. Example
of mapping for autozygosity using NGS. Exome sequencing vs whole genome sequencing. What
information can we understand? The ENCODE project. |
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.REC. |
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Vecchi
argomenti, non piu’ in uso. |
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Analysis by the “Comparative Genomic Hybridization” (Classical
CGH). BAC arrayCGH, tiling BAC
arrayCGH |
SNP array CGH. Detection of mandatory or optional
interstitial deletions/duplications.
Special types of polymorphisms: the interstitial inversions. The
example of 900Kbps inversion polymorphisms within 17q21.31 and susceptibility
to mental retardation. The forces
shaping allele frequencies in populations. |
Mapping mendelian traits. The first example:
Duchenne’s Muscolar Dystrophy. Cloning by subtraction (Kunkel’s method). Examples of genes causative for various
types of neurological disorders detected by SNP-arrays in micro-interstitial
deletions (these could be both inherited or de novo). |
More on CGH-SNP-assarys. Detecting the minimal overlapping region
for narrowing the region of interest associated with de novo or inherited
conditions. Linkage analysis.
Principles. DOMINANT AUTOSOMAL
TRAITS. The first example of “linkage
analysis” (related to Huntigton Disease).
The information content of a polymorphism. Example of the calculation
of the LOD score in two families and use of the LOD score for locating the
genomic region associated (carrying) the disease-gene. |
Multipoint LOD scores (MLS). RECESSIVE AUTOSOMAL TRAITS. Mapping homozygosity traits exploiting the
autozygosity mapping. Chromosomal segments “Identical by Descent” (IBD). The
“Identity by State” (IBS). Example of calculation of a LOD score in the
offspring of second cousins. Candidate region identified with autozygosity
mapping. Narrowing the candidate region exploiting a common ancestor in
closed populations. Specific examples (cystic fibrosis, Nijmegen Breakage
Syndrome, literature, see slides).
Fine mapping in pedegrees (dominant model, an example). |
Linkage analysis in animal models. Identification of
the candidate region by the use of ENU-mutagenized mice. Mice helping to
discover the gene for human diseases: the examples of Waardenburg syndrome,
and mice shaker-2. The basics of the
positional cloning. Pitfalls in linkage studies. After the human genome project: gene
predictions, prioritizing genes for mutation scan. The examples of Retinitis
pigmentosa, marfan syndrome, Beals’s syndrome, Wilson’s disease, Menkes’s
disease. Mutation screening of exons or cDNAs? The example of Haemophilia
Factor VIII. Possible landscapes
following mutation screening: 1) Good
correspondence between genotype and phenotype. Carriers/homozygotes must show
the phenotype, healthy people within family should not be carriers or
homozygotes. 2)
Verify if the variant is a simple polymorphism (Genebank). |
Mapping disease-genes in the era of Next Generation
Sequencing. Strategies of sequencing. Hierarchical sequencing versus Shotgun
sequencing. NGS Solexa-Illumina method. Ion Torrent. Single-molecule NGS
methods: Pacific-Biosciences and Helicos Biosciences. Outline of NGS
analysis: whole genome sequencing (WGS), Exome sequencing, RNA sequencing
(RNA-seq). Hierarchical sequencing
versus Shotgun sequencing. Outline of
NGS analysis: whole genome sequencing (WGS), Exome sequencing, RNA sequencing
(RNA-seq). Parallel massive sequencing
applied in autozigosity mapping or for autosomal dominant diseases. Graphic illustration of the mapping of the
"reads" in a genome browser. Irregular coverage of the genome.
Relationship between "depth" and non-sequenced genome fraction.
Relationship between number of reads and fraction of the non-sequenced
genome. Relationship between depth and coverage. Relationship between depth
and number of "genetic variations" detectable in a genome. Possible "quantitative" use of RNA-seq. RNA-seq for the detection of mRNA isoforms.
NGS to detect CNVs. The 1000Genomes project. The NHLBI project exome
sequencing project. Example of mapping for autozygosity using NGS. Exome
sequencing and Whole genome sequencing. What information can we understand?
The ENCODE project. Complex traits
(non mendelian diseases). Introduction to case-control association
studies. Hypothesis-driven
case-control studies. Selection
bias. Stratification bias. |
The error alpha (type-I error). The error beta
(power of the study). Calculation of
the Odd Ratio and the 95% confidence intervals. Examples of the genetics
models (linear, dominant, recessive).
From candidate genes (hypothesis driven studies) to genome-wide
associations studies (GWAS, hypothesis generating studies). The Manhattan plots. The problems with
multiple testing: the Bonferroni’s correction. A multistep design for a
powerful and cost-effective GWAS. The
correct interpretations of the results |
How human genome is organized. Satellite DNA, Sat I,
II, III, alphoid sequences, beta-sau, organization of centromeric
heterochromatin, G and Q bands.
Telomeric Minisatellites, multicopy genes (functional RNAs, duplicated
genes, pseudogenes, processed pseudogenes). Retrotransposons: LINEs (LINE-1),
SINEs (Alu dimer), Endogenous retroviruses, virus-like elements. Mechanisms
of retro-transposition. DNA transposons. Mechanism of transposition with and
without transposon duplication |
|
Programma anni precedenti al 2015.
Lezione del: |
Time |
Argomento |
Link per le diapositive |
Note |
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Martedi’ 27/9 11-13 Aula F (Ed.B) Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
2 |
Presentazione del corso. Libri di testi consigliati,
illustrazione del programma e del sito internet ad esso collegato. La
Visualizzazione
del prodotto di La Tm dei primers. Multiplex La marcatura dei prodotti di |
|
Principio
di funzionamento della Capitolo
6. Pag. 213-217 |
|
Venerdi’ 30/9 11-13 Aula A1 (Ed.B) Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
4 |
La
La
nested RT- Primers
mutagenetici. Un esempio di mutagenesi sito-specifica con primers
mutagenetici: il “QuickChange Lightning Site-Directed Mutagenesis”. Whole-genome amplification ( Inter-Alu
La
quantificazione dell’espressione genica. Il
Northern Blot. La
Real time quantitativa (qPCR). Molecular
Beacons e Sonde Taqman Utilizzo
delle giunzioni esone-esone per il posizionamento dei primers in qPCR. |
Link
per QuikChange Lightning Site-Directed Mutagenesis Link per WGA Phi-29 Link per Northern
Blot |
|
|
Martedi’ 04/10 11-13 Aula F (Ed.B) Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
6 |
Ultime
considerazioni: 1)
i primers devono essere unici, verificati con BLAST 2)
Origine di contaminazione delle Calcolo
della quantita’ di espressione con metodo qPCR. Quantificazione
relativa e assoluta (metodo del DeltaDelta-Ct, approssimato). Esempio
di utilizzo di qPCR. Introduzione
alla digital droplet Principio
di funzionamento della ddPCR. Esempi
di utilizzo. Aspetti
matematici della ddPCR. |
|
Capiitolo 7. Pag 238> Link per la misurazione
dell’expression level Link
per: VIDEO per ddPCR |
|
Venerdi’ 07/10 11-13 Aula A1 (Ed.B) Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
8 |
I
numeri notevoli dell’RNA. Micro-array
per analisi di trascrittomica. Tipi
di sonde: a cDNA, 65-mers e 25-mers. Metodo
competitivo a due colori. Metodi
a singolo colore. Sintesi
di sonde nell’array Affymetrix (metodo di stampa fotolitografico). Cenni
sul processamento dell’immagine: sottrazione del background. Normalizzazione
dei dati (Z-score). Pittfalls:
specificita’ delle sonde, condizioni di stringenza dell’ibridazione,
strutture secondarie delle sonde, uniformita’ delle condizioni di
ibridazione, retro-trascrizione dell’mRNA senza amplificazione (PCR) al fine
di non distorcere il contenuto relativo dei trascritti. |
|
Link per gli approfondimenti sul
processamento dell’immagine Link
verificato per approfondimento generale |
|
Martedi’
11/10 11-13 Aula
F (Ed.B) Polo
Fibonacci in Via Buonarroti |
ATTENZIONE: lezione non tenuta e recuperata il giorno successivo
(Mercoledi’ 12/10) |
|
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Mercoledi’ 12/10 Ore
14-16 Polo
Fibonacci in Via Buonarroti Aula
D3 |
10 |
Cenni sui metodi di raggruppamento
(hierarchical clustering) a due vie (per geni e per campioni). Esempi di applicazioni del gene
profiling: lettura consigliata da Nature,403(6769):503-511.
Tipologie di polimorfismi genetici. Frequenze alleliche, differenza tra
mutazioni e polimorfismi. Clini di frequenze alleliche. Minisatelliti.
Microsatelliti. Micro-insersioni. Micro-delezioni. Metodi di indagine dei minisatelliti.
Metodi di indagine dei microsatelliti. Micro-satellite instability. Slippage-misalignment. |
|
|
|
Venerdi’ 14/10 11-13 Aula A1 (Ed.B) Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
12 |
Polimorfismi a singolo nucleotide,
micro-insersioni, micro-delezioni. Metodi di rilevamento (discovery e
genotyping). Reazione di sequenziamento di Sanger.
Rilevazione di mutazioni tramite dHPLC. Single strand conformation polymorphisms (SSCP). Genotipizzazione mediante |
|
|
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Martedi’ 18/10 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
14 |
Gli array di
genotipizzazione. Metodica Arrayed
Primer Extension Assay (APEX). Genotipizzazione
tramite Illumina BeadArray. Il Bead decoding. Genotipizzazione
tramite Affymetrix GeneChip. Il pattern delle sonde MM e PM. Le
duplicazioni segmentali. Definizione. Duplicazioni segmentali constitutive
Evoluzione tramite duplicazione di intero genoma, crossing-over ineguale e
riarrangiamento cromosomico. Pseudogeni. Esempi
di delezioni e duplicazioni polimorfiche: CYP2D6,
GSTM1, GSTT1. Metodi
per rilevare delezioni/duplicazioni segmentali polimorfiche o mutanti. TaqMan,
MLPA, analisi delle delezioni nella DMD nei maschi. Comparative Genomic Hybridization (Classical CGH). |
|
|
|
Venerdi’ 21/10 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
16 |
SNP
array per CGH. Le
inversioni segmentali. Un polimorfismo di inversione in 17q21.31 Le
principali forze che modellano le frequenze alleliche nelle popolazioni. |
|
Dispensa 9
(link verificato per SNP array-CGH) Dispensa
9b (Ancora materiale su SNP array per analisi delle CNV) |
|
Martedi’ 25/10 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
18 |
Digital Droplet PCR
e biopsie liquide. Applicazioni per ricerca di rare copie di DNA mutante
entro miscela di DNA wild-type. Organizzazione
del genoma e altre sequenze ripetute: Il Il Meccanismo di
retrotrasposizione delle LINEs. |
|
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Diapositive
originali sulle applicazioni della ddPCR. A
cura della Dottoressa Marzia Del Re (Farmacologia) Dispensa 10
(link verificato per il DNA altamente ripetuto) |
Venerdi’ 28/10 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Le
SINEs (la sequenza Alu), Pseudogeni
processati, virus-like elements (retro-trasposoni Dal
fenotipo al gene. I tratti mendeliani. Step
1a: identificazione della regione candidata tramite osservazioni
citogenetiche (Esempio: Distrofia muscolare di Duchenne e clonaggio per
sottrazione di Kunkel). Casi di patologie “de novo” ed analisi di delezioni
interstiziali con metodiche ad alta risoluzione (SNP array). |
Dal fenotipo al gene: Capitoli
14, 15 e 16 dello Strachan. |
Lettura consigliata
sulle “SINE” (Alu) Dispensa 10c: Il DNA satellite
(link verificato) |
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Venerdi’ 04/11 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Esempi
di patologie legate a delezioni interstiziali di un singolo gene o di pochi
geni. Step
1b: Identificazione della regione candidata tramite analisi di linkage. Primo
esempio di Analisi di linkage: la Corea di Huntington. Misurare il “contenuto di informazione di un
marcatore genetico” ( |
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Martedi’ 08/11 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Esempi
di alberi geneaologici dove capire la “fase gametica” e la prole
“ricombinante” e “parentale”. Calcolo
del |
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Mercoledi’ 9/11 Ore 14-16 Polo Fibonacci in Via Buonarroti Aula D3 |
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Da un singolo marcatore a piu’
marcatori. Il multipoint La mappatura per i tratti recessive
sfruttando l’autozigosita’. Segmenti cromosomici con “Identity by
Descent” (IBD) rispetto alle
omozigosita’ di segmenti cromosomici con “Identity by State” (IBS). Esempio
di calcolo di |
Lezione
AUDIO
per
gli assenti. |
(Pag
529 del testo, riguardo alla mappatura per autozigosi) |
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Venerdi’ 11/11 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Riassunto della lezione precedente
(multipoint LOD score). Regione candidata identificata tramite mappatura per
autozigosita’. IBD e IBS. Possibilita’ di restringere la regione candidata
sfruttando l’ancestore comune (esempio della fibrosi cistica e della Nijmegen
Breakage Syndrome) in popolazioni chiuse. Esempi dalla letteratura di
mappature per autozigosita’ (vedere diapositive). Esempio
di fine mapping in alberi geneaologici (dominanza e recessivita’). |
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Martedi’
15/11 11-13 Aula
I1 EDIFICIO
B Polo
Fibonacci in Via Buonarroti |
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Identificazione della regione candidata
tramite l’uso di animali modello. ENU-mutagenized mice. Cenni sul clonaggio
posizionale, ordinamento dei contigui di cloni e predizione dei loci genici. L’era post-genomica: uso delle banche
dati per l’identificazione dei geni nella regione candidata. Quali dei geni
della regione candidate sono da sottoporre a screening di mutazione?
Prioritizzazione sulla base del pattern di espressione, della funzione, delle
informazioni provenienti da ortologhi e paraloghi. Esempi: Retinite
pigmentosa, Sindrome di Marfan, Sindrome di Beals, Malattia di Wilson e
Malattia di Menkes. Prioritizzazione possibile anche sulla base di predizioni
strutturali della proteina (domini funzionali). Prioritizzazione sulla base di
informazioni parziali dei domini proteici. Sequenziamento degli esoni dei geni
prioritizzati, ma non solo: il cDNA. Esempi della fibrosi cistica e
dell’emofilia grave (fattore VIII). Verifiche all’ipotesi che le mutazioni
riscontrate in un probando siano effettivamente causative della patologia: la
corrispondenza del modello genetico con la segregazione della mutazione;
mutazioni o polimorfismi? |
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(Cap. 20, pag 767 per alcuni cenni sui
topi mutagenizzati con ENU) |
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Venerdi’ 18/11 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Sequenziamento di probandi di famiglie
diverse: cosa mi aspetto? Tre possibili situazioni (stessa mutazione, stesso
gene diversa mutazione, nessuna mutazione). Inferire l’effetto funzionale
della mutazione (predizione in silico). Esempi
di patologie il cui gene e’ stato rinvenuto tramite clonaggio posizionale e
esempi di patologie dove il gene candidato non era immediatamente prevedibile
dalla funzione. The HGP (Human Genome Project). Metodo
clone-by-clone, metodo “shotgun”. Il
sequenziamento e il ri-sequenziamento dei genomi oggi: le metodiche di “Next
generation sequencing” (NGS). Sistema “454” (Roche). |
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Martedi’ 22/11 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
Questa lezione non verra’ tenuta |
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Mercoledi’ 23/11 14-16 Aula D3 Polo Fibonacci in Via Buonarroti |
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L’importanza del “Depth” e del
“Coverage”. Illustrazione grafica della mappatura
delle “reads” in un genome browser. Coverage irregolare del genoma. Relazione
tra “depth” e frazione di genoma non sequenziato. Relazione tra numero di
reads e frazione del genoma non sequenziato. Relazione tra Depth e Coverage.
Relazione tra Depth e numero di “variazioni genetiche” rilevabili in un
genoma. Metodo
NGS Solexa-Illumina. Ion-Torrent. Metodi NGS su singola molecola:
Pacific-Biosciences e Helicos Biosciences. Cenni sulle applicazioni dell’NGS:
whole genome sequencing (WGS), Exome sequencing, RNA sequencing (RNA-seq).
Possibile utilizzo “quantitativo” dell’RNA-seq. |
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Venerdi’ 25/11 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
Questa
lezione non verra’ tenuta |
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Martedi’ 29/11 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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NGS:
qualità delle reads. RNA-seq per l’individuazione delle isoforme degli mRNA.
NGS per rilevare le CNV. Il progetto 1000Genomes. Il progetto NHLBI exome
sequencing project. Esempio di mappatura per autozigosità mediante NGS. Exome
sequencing e Whole genome sequencing. Quali informazioni possiamo capire? Il
progetto ENCODE. |
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Venerdi’ 02/12 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Gli
studi di associazione caso-controllo per lo studio dei tratti
multifattoriali. Studi guidati da una ipotesi: scelta del gene e scelta del
polimorfismo. Come scegliere i casi, come scegliere i controlli. Esempi di
“bias” (“recall bias”, “selection bias”, “stratification bias”). Errori
con l’uso della prevalenza invece che dell’incidenza. Stratificazioni della
popolazione. Errori
nel campionamento dei controlli. |
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Martedi’ 06/12 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Calcolo
del rischio tramite stima dell’OR (Odd Ratio) e dei suoi intervalli di
confidenza. Possibili
modelli di “trend’ del rischio: co-dominanza, recessivita’, dominanza. Limiti
degli studi di associazione. La
meta-analisi come strumento statistico. Saper
interpretare uno studio caso-controllo: associazione non vuol dire causa;
l’importanza di sapere il significato dell’errore di tipo I (alpha). ApoE4
come esempio di variante allelica associata a patologia umana. |
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Venerdi’
09/12 11-13 Aula
PS1 Polo
Fibonacci in Via Buonarroti |
Questa
lezione non verra’ tenuta |
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Martedi’ 13/12 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Scelta
degli SNPs da genotipizzare in uno studio di associazione guidato da ipotesi (entro
un gene candidato). Utilizzo del linkage disequilibrium. Calcolo della forza
di LD tra due polimorfismi tramite i parametri D e r2. Le forze
che plasmano la variabilita’ aplotipica e modulano l’intensita’ del linkage
disequilibrium. Metodi molecolari e non per definire un aplotipo. Il progetto
HAPMAP (www.hapmap.org). Come
estrarre gli haplotype-tagging SNPs. |
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Mercoledi’ 14/12 14-15 Aula D3 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
LEZIONE DI RECUPERO MI SCUSO PUBBLICAMENTE. HO DIMENTICATO DI SEGNARE IN AGENDA LA LEZIONE DI
RECUPERO E NON HO RICEVUTO AVVISI CHE MI RICORDASSERO DI QUESTO APPUNTAMENTO. |
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Venerdi’ 16/12 11-13 Aula PS1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Dai geni candidate (hypothesis driven studies) ai
genome-wide associations studies (GWAS, hypothesis generating studies). I
Manhattan plot. Esempio di GWAS ad identificare locus di suscettibilita’ al
cancro, nella regione 8q24. |
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Dispensa 17:
"Closing the Net on Common Disease Genes" |
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Martedi’ 20/12 11-13 Aula I1 Polo Fibonacci in
Via Buonarroti |
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Lezione
di riepilogo con illustrazione di temi d’esame degli anni passati |
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Questa
lezione si tiene Mercoledi’ 21 alle 14 nell’aula del piano 3 di Via Derna 1. |
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Lezione
di riepilogo con illustrazione di temi d’esame degli anni passati |
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Link di possibile interesse: |
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Banche
dati: Genome Browser della UCSC, dbSNP e 1000Genomes |
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http://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgGateway |
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Seminario intitolato: “NEXT GENERATION SEQUENCING-
ION TORRENT: APPLICAZIONI IN AMBITO MICROBIOLOGICO E VIROLOGICO” |
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