Dottorato in BIOLOGIA UMANA E GENETICA MEDICA

OBIETTIVI FORMATIVI
l corso di Dottorato in Biologia Umana e Genetica Medica ha lo scopo di fornire una preparazione di alto profilo in tematiche integrate e molto avanzate di biologia cellulare, molecolare e genetica medica. I dottorandi ricevono una approfondita formazione sperimentale, comprendente sia la ricerca di base che i suoi aspetti applicativi in vari ambiti della fisiologia e patologia cellulare e della genetica medica, anche in riferimento alla definizione diagnostica di quadri clinici complessi.
Obiettivo primario è formare giovani ricercatori inserendoli in progetti di ricerca innovativi e di elevato spessore scientifico incoraggiandoli verso un atteggiamento rigoroso, indipendente, critico e creativo.
Un punto di forza della formazione dei dottorandi è costituito dalla integrazione di esperienze wet-lab e di biologia computazionale, per la formazione di ricercatori capaci di gestire consapevolmente sia la progettazione/realizzazione di esperimenti complessi che le successive analisi con strumenti computazionali, nell’ ambito della ricerca e della diagnostica in genetica medica. Tale approccio mette l’accento su una attenta programmazione degli strumenti computazionali e biostatistici da utilizzare già al momento della progettazione degli esperimenti di laboratorio.
I dottorandi, contemporaneamente alla formazione sperimentale, possono approfondire le loro conoscenze teoriche attraverso una adeguata consultazione della letteratura scientifica e discutendo criticamente i risultati della propria attività di ricerca in seminari settimanali e nelle presentazioni annuali, svolti in lingua inglese in modo da sollecitare la loro abilità di comunicazione scientifica anche in ambito internazionale. Oltre ai seminari organizzati da questo dottorato, molteplici seminari interdisciplinari e corsi teorici e pratici sono offerti ai dottorandi nell’ambito della scuola di dottorato BeMM (Biologia e Medicina Molecolare) che riunisce diversi corsi di dottorato incluso il dottorato in Biologia Umana e Genetica Medica, consentendo di implementare la conoscenza in aspetti fondamentali della biologia e della genetica e di incoraggiare lo scambio di informazione e il confronto con realtà scientifiche diverse. I dottorandi sono anche fortemente stimolati a partecipare a congressi o corsi nazionali e internazionali, disponendo di un budget individuale messo a disposizione dal corso di dottorato. Obiettivo primario è anche fornire le competenze per finalizzare il proprio lavoro alla produzione di pubblicazioni scientifiche su riviste di elevato prestigio.
Altro obiettivo di questo corso è l’internazionalizzazione promossa attraverso l’incoraggiamento a frequentare per periodi continuativi laboratori all’estero. Inoltre, durante il corso, docenti stranieri sono invitati a svolgere lezioni, seminari e corsi.

DOTAZIONI A DISPOSIZIONE DEI DOTTORANDI
Ogni dottorando ha a disposizione:
- una postazione ad uso ufficio, dotata di pc;
-laboratori di biologia cellulare e molecolare equipaggiati con moderne attrezzature che consentono di effettuare sia ricerche di base che traslazionali inerenti alle tematiche del dottorato e laboratori di genetica e genomica umana impegnati nella gestione e nello studio delle malattie genetiche attraverso percorsi integrati di diagnostica molecolare e di ricerca sperimentale;
- attrezzature informatiche hardware per calcolo scientifico e storage dei dati (workstations, computer desktop, 1 cluster HPC, server per storage dati, schede grafiche GPU);
- software specialistici per analisi statistiche, big data, dati di Next Generation Sequencing, analisi di sequenze e frammenti, machine learning, virtualization, simulazioni di dinamica molecolare e sistemi di gestione di workflow;
- attrezzature scientifiche per analisi di spettrometria di massa (gestiste presso l'Istituto Nazionale per le Malattie Infettive IRCCS “Lazzaro Spallanzani”), stabulario per animali da laboratorio (presso il Dipartimento di Medicina Molecolare cui il dottorato afferisce);
- materiale bibliografico specialistico grazie ad abbonamenti con pacchetti editoriali effettuati dall'Ateneo e dai singoli Dipartimenti cui appartengono i tutor o anche con i centri convenzionati con il dottorato (ISS, CSS Mendel, OPBG).

CURRICULA
Il dottorato in Biologia Umana e Genetica medica è articolato in due curricula:

1) Biologia Umana

Questo curriculum affronta lo studio di diverse tematiche di biologia molecolare e cellulare, con un approccio rivolto alla comprensione dei meccanismi fondamentali del funzionamento, differenziamento, proliferazione e trasformazione della cellula e alla loro applicazione in vari campi della fisiologia e patologia umana.

2) Genetica Medica
Questo curriculum affronta lo studio dei difetti molecolari alla base delle malattie genetiche mediante l'applicazione delle tecnologie di sequenziamento di Next Generation Sequencing e citogenomica, e di studi funzionali. Particolare interesse è rivolto al trasferimento di tali conoscenze nella consulenza genetica per un corretto inquadramento clinico, per la prognosi e il follow-up, e per eventuali programmi di prevenzione e terapeutici.


TEMATICHE
Le tematiche di ricerca del dottorato in Biologia Umana e Genetica Medica riguardano molteplici aspetti della moderna biologia cellulare e molecolare e della genetica molecolare e medica. In particolare, le linee di ricerca seguite nei laboratori dei docenti afferenti al Collegio, e all'interno delle quali i dottorandi sviluppano i loro progetti di tesi, sono le seguenti:

A) Curriculum di Biologia Umana
1. Studio delle basi molecolari, cellulari e tissutali della fisiopatologia della cellula staminale epatica e del differenziamento epatocitario.
2. Controllo trascrizionale mediato da RNA non codificanti nella trasformazione epatocitaria e nella transizione epitelio-mesenchimale (EMT).
3. Basi molecolari della comunicazione intercellulare mediata da esosomi in fisiologia e patologia.
4. La regolazione traduzionale nella tumorigenesi: ruolo oncogenico dei fattori d'inizio della sintesi proteica.
5. Biologia molecolare degli RNA non codificanti in cellule umane.
6. Studio dei meccanismi molecolari che regolano il processo autofagico in condizioni fisiologiche e patologiche.
7. Basi molecolari e cellulari del microambiente tumorale nella metastatizzazione delle cellule tumorali.
8. Organoidi di tireociti umani normali o tumorali come modello sperimentale per lo studio della fisiopatologia e tumorigenesi tiroidea.
9. Studio dei meccanismi molecolari che regolano i processi infiammatori cronici nelle malattie umane (malattie infiammatorie croniche intestinali, sindrome metabolica, enteropatie eosinofile, neuroinfiammazione).
10. Genetica molecolare, terapia personalizzata e terapia genica della Fibrosi Cistica.
11. Epigenetica e genetica molecolare di patologie umane (malattia di Alzheimer, dipendenza da alcol, sindrome da basse HDL).
12. Metilazione e demetilazione del DNA nella modulazione dell’espressione genica e del differenziamento cellulare in sistemi modello neuromuscolari.
13. Studio del crosstalk tra piastrine e leucociti in patologie tromboinfiammatorie sia sterili che infettive e dei meccanismi molecolari che sottendono le differenze di sesso nell’insorgenza e nella progressione di queste malattie.

B) Curriculum di Genetica Medica:
1. Caratterizzazione delle basi molecolari di malattie mendeliane mediante metodi approcci funzionali in vitro e metodi computazionali, di intelligenza artificiale e di simulazione della dinamica molecolare.
2. Sviluppo e l’applicazione di strumenti bioinformatici per analisi di dati genomici (sia genoma nucleare che mitocondriale), epigenomici (accessibilità della cromatina, modifiche epigenetiche, ncRNAs) e di trascrittoma ottenuti tramite esperimenti di Next Generation Sequencing.
3. Studio di meccanismi mediati da RNA non codificanti in condizioni fisiologiche e patologiche.
4. Studio del ruolo di varianti genomiche in meccanismi patogenetici.
5. Genetica oncologica ed oncoematologica.
6. Farmacogenetica/ farmacogenomica
7. Genetica molecolare ed epidemiologica del diabete tipo 2 e delle complicanze cardiovascolari.
8. Ricerca traslazionale nelle malattie rare: studio del metaboloma, dei determinanti genetici, identificazione di biomarcatori e sviluppo di nuovi approcci terapeutici “cell-based”.
9. Il compartimento staminale ematopoietico/stromale umano e la rigenerazione tessutale dopo trapianto.
10. Vescicole extra cellulari e alterazioni del fetal programming nelle grandi sindromi ostetriche (PIH, IUGR, diabete).