Dottorato di ricerca in Scienze e Biotecnologie della Riproduzione e dello Sviluppo Informazioni generali Denominazione del corso SCIENZE E BIOTECNOLOGIE DELLA RIPRODUZIONE E DELLO SVILUPPO Durata prevista 3 ANNI Dipartimento Dip. SANITA' PUBBLICA E BIOLOGIA CELLULARE Ambito Settori scientifico disciplinari interessati Aree interessate BIO/16 - ANATOMIA UMANA 05 - Scienze biologiche BIO/17 - ISTOLOGIA 05 - Scienze biologiche BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA 05 - Scienze biologiche Atenei italiani consorziati Ateneo Dipartimento/Facoltà Università degli Studi di ROMA "La Sapienza" Fac. MEDICINA e CHIRURGIA Sede dell'attività didattica NO Atenei stranieri consorziati Denominazione Stato Tipologia di Dottorato Sede dell'attività didattica Convenzione con soggetti (enti/organizzazioni/istituzioni) n. Tipologia del soggetto Denominazione del soggetto Denominazione nuovo soggetto Obiettivi formativi Obiettivo del Dottorato è la formazione di Dottori di Ricerca in grado di affrontare autonomamente problematiche sperimentali nei settori della riproduzione e dello sviluppo, di progettare autonomamente sulla base delle più efficaci tecniche sperimentali disponibili, percorsi sperimentali atti a dare le risposte più complete. Dovrà essere in grado di scegliere i modelli sperimentali più adatti agli scopi, di mettere a punto nuove tecniche anche stabilendo contatti con i centri che le abbiano precedentemente adottate. Dovrà essere competente nell’uso delle biotecnologie atte ad approfondire il significato funzionale di componenti molecolari (trasferimento genico, silenziamento genico), atte ad approfondire la conoscenza dei modelli sperimentali di riproduzione e di sviluppo (genomica dei microarray e proteomica della spettrometria di massa) e atte a modificare le funzioni cellulari per indurre funzioni o restituire funzioni (trasferimento genico). Dovrà avere acquisito una profonda cultura dell’informazione continua e dell’aggiornamento allo scopo di avere una continua verifica della validità dei propri percorsi sperimentali. Avrà acquisito al meglio capacità di comunicare sinteticamente e di discutere le informazioni scientifiche. La sua preparazione dovrà essere in grado di consentirgli un inserimento post-dottorato in ambito universitario, in istituti pubblici e privati di ricerca o in aziende a vocazione biotecnologia. A tale scopo i dottorandi in Embriologia Medica riceveranno una approfondita preparazione teorica con corsi di lezioni e seminari da parte dei docenti del dottorato e docenti esterni, e mediante la frequenza di alcuni corsi universitari come di seguito dettagliato. Acquisiranno approfondite conoscenze nello specifico settore della Biologia della riproduzione sia maschile che femminile nel mammifero in genere e nell’uomo in particolare; acquisiranno inoltre approfondite conoscenze nel settore della biologia dello sviluppo nel mammifero sia durante la embriogenesi che nei tessuti dell’individuo adulto nel mantenimento e nella acquisizione dello stato differenziato. Riceveranno inoltre una continua istruzione pratica sulle procedure sperimentali e sulla analisi di dati mediante contatto diretto con i docenti del dottorato in veste di tutori. Svolgeranno attività di ricerca a tempo pieno, inseriti in progetti di ricerca finanziati nei laboratori dei docenti del dottorato, facendo così una approfondita pratica di laboratorio ed una importante esperienza di ricerca con produzione di dati scientifici che saranno oggetto di pubblicazioni. Saranno partecipi diretti della messa a punto e della esecuzione di nuove metodologie e tecniche sperimentali e verrà favorita la loro permanenza presso altri laboratori allo scopo non solo di acquisire nuove competenze, ma anche di stabilire autonomi contatti, patrimonio per il loro futuro. Dovranno dimostrare la capacità di utilizzo di tecniche complesse di biologia cellulare quali la manipolazione di tessuti, l’effettuazione di colture primarie, l’isolamento di cellule germinali e somatiche a specifici stadi del differenziamento mediante varie tecniche di separazione (isolamento manuale mediante micromanipolazione sotto stereomicroscopio, elutriazione, Fluorescence Activated Cell Sorter), e in alcuni casi alla loro micromanipolazione (microiniezione di ovociti di topo). Sapranno procedere alla caratterizzazione di tipo cellulare mediante l’uso di anticorpi contro molecole marcatrici di stati differenziati e acquisiranno la competenza allo studio morfologico mirato alle tipizzazioni cellulari con microscopia a fluorescenza e microscopia confocale. Inoltre acquisiranno la capacità di utilizzo di tecniche biochimiche applicate alla biologia cellulare per la valutazione metabolica di stati o variazioni funzionali, la capacità di utilizzare le tecniche del DNA ricombinante per lo studio funzionale di molecole biologiche in cellule trasfettate, e per la produzione di proteine regolative di cui studiare la funzione in vitro. Utilizzeranno le biotecnologie atte a ottenere l’espressione di uno specifico gene in un organismo o di bloccarne l’espressione mediante la ricombinazione genica con geni mutati o mediante l’interferenza con l’espressione dell’RNA. Al fine di favorire la loro esposizione ad ambienti scientifici diversi il dottorato organizza seminari invitando ricercatori e scienziati italiani e stranieri con cadenza pressoché mensile, ed inoltre ha concordato 6 incontri scientifici l’anno con il corpo docente e i dottorandi di 2 dottorati della università di Roma La Sapienza di area affine a quella del nostro dottorato, perché vengano esposte e discusse grandi linee di ricerca e messi a confronto risultati ed approcci sperimentali. La graduale maturazione dei dottorandi verrà valutata formalmente dal corpo docente alla fine di ciascun anno nel corso di una riunione in cui ciascun dottorando espone dal podio i risultati ottenuti nel progetto di ricerca in cui è inserito e di cui deve divenire gradualmente responsabile. Tuttavia, come su ricordato, vi è un continuo monitoraggio del lavoro scientifico del dottorando con gli incontri continui con il tutore, con gli incontri informali del gruppo di ricerca in cui opera e in una riunione collegiale di metà anno in cui i dottorandi comunicano i dati parziali raggiunti sottolineando le difficoltà incontrate e accogliendo i commenti del collegio dei docenti. L’efficacia di questo modello si è dimostrata negli anni. Molti dottori di ricerca hanno esteso la loro preparazione e maturazione con fellowship all’estero, un numero di dottori di ricerca prossimo alla metà ha potuto inserirsi in ambito universitario mediante assegni di ricerca e posizioni di ruolo, mentre i restanti svolgono attualmente ricerca in istituzioni pubbliche e private con contratti a termine o posizioni permanenti. Tematiche di ricerca 1. Studio dello sviluppo delle cellule germinali primordiali (PGCs) di mammifero: a. identificazione di geni e fattori di crescita implicati nella determinazione delle cellule germinali nei primi stadi dello sviluppo embrionale; b. studio delle vie biochimiche che regolano la proliferazione, l apoptosi e la migrazione mediante la produzione di linee di cellule germinali immortalizzate mediante infezione con retro virus e la formazione di cellule germinali maschili e femminili a partire da cellule staminali embrionali (cellule ES); c. identificazione di geni per cicline, CDKs e geni apoptotici espressi in PGCs purificate e cellule somatiche della gonade fetale; d. utilizzo di "mRNA interfering" per inibire l espressione di specifici geni in PGCs in coltura. 2. Studio della espressione temporale e spaziale di molecole coinvolte nei meccanismi di induzione e/o differenziamento tissutale nello sviluppo embrionale mediante una recente tecnologia di analisi genetica, il gene trap, applicabile al mammifero, che può portare all identificazione di nuovi e specifici fattori coinvolti nel suo sviluppo. Essa si basa sull uso di vettori retrovirali che contengono un gene reporter quale la fosfatasi alcalina e che si introducono in modo casuale nel genoma di cellule staminali embrionali (ES) in seguito a trasfezione. La comparsa di fosfatasi alcalina in modo temporalmente definito durante questi processi di differenziamento in vitro, permette di identificare un gene endogeno perché il suo promotore si trova a controllare l espressione del gene reporter trasfettato. 3. Studio dei meccanismi molecolari che consentono le prime divisioni embrionali e rendono il genoma delle cellule embrionali totipotente. Alla fecondazione queste modificazioni fondamentali avvengono grazie all attivazione traduzionale di mRNA e proteine accumulate dall ovocita nel corso della ovogenesi, per il cui studio vengono utilizzate tecnologie post-genomiche, quali le analisi a largo spettro della espressione di geni e proteine. Inoltre, mediante la microiniezione di proteine o acidi nucleici all interno dell ovocita o dei blastomeri dell embrione è possibile interferire con la funzione di ogni specifica proteina e determinare il suo effetto utilizzando le tecnologie a largo spettro di analisi sopra enunciate. 4. Identificazione di molecole coinvolte nel processo di fecondazione degli ovociti di mammifero. A tale proposito è stata da noi recentemente identificata una proteina del rivestimento più esterno dell ovocito. La generazione di topi deficienti in tale proteina ha permesso di determinare che questa svolge un ruolo essenziale nella fertilità. Nei topi femmina mutati gli ovociti sono normalmente ovulati ma non sono fecondati 5. Studio dei meccanismi di regolazione genica post-trascrizionale che svolgono un ruolo importante nello sviluppo embrionale e nella determinazione della linea germinale. Nei mammiferi sono state identificate proteine, probabilmente RNA binding (nanos2 e 3) la cui eliminazione mediante ricombinazione omologa porta ad assenza di cellule germinali nella gonade. Verrà esaminata l espressione e la localizzazione di alcuni di questi geni nella gonade embrionale ed adulta murina, e in popolazioni di cellule germinali maschili isolate utilizzando tecniche di RT-PCR, Nothern Blotting, ibridazione in situ, western blotting e immuno fluorescenza. 6. Messa a punto della tecnologia della trasposizione genica nel topo per mutare e identificare geni attivi. E stato recentemente descritto che è possibile indurre eventi di trasposizione genomica mediante enzimi che effettuano trasposizioni (trasposasi) di elementi trasponibili, comunemente presenti in specie inferiori come i salmonidi, nella linea germinale di topo. Poichè l integrazione degli elementi di trasposizione può aver luogo in loci geneticamente attivi, tramite questa tecnologia è possibile indurre mutazioni geniche ad ampio spettro. 7. Identificazione di geni che svolgono ruoli essenziali durante l embriogenesi. Il knock-out di questi geni spesso risulta in fenotipi letali che impediscono di studiarne il ruolo in ambienti tessutali specifici. In alternativa verrà utilizzato il cosiddetto "knock-down", basato sull efficacia della cosiddetta "RNA interference" in vivo. Per "knock-down" si intende l alterazione dell espressione di un determinato gene tramite la distruzione mirata degli RNA messaggeri da esso trascritti, senza che il gene in questione venga alterato nella sua struttura. 8. Identificazione e isolamento delle cellule staminali somatiche nei tessuti di un organismo adulto mediante pro... Coordinatore responsabile Cognome GEREMIA Nome Raffaele Ateneo Università degli Studi di ROMA "Tor Vergata" Dipartimento Dip. SANITA' PUBBLICA E BIOLOGIA CELLULARE Ruolo Prof. ordinario Settore BIO/16 Partecipanti il collegio (personale di ruolo nelle università italiane) n. Cognome Nome Ateneo 1. CAMAIONI Antonella Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE Dipartimento Ruolo Settore PA BIO/17 2. DE FELICI Massimo Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE PO BIO/17 3. DOLCI IANNINI Susanna Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE PA BIO/16 4. GEREMIA Raffaele Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE PO BIO/16 5. GRIMALDI Paola Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE RU BIO/16 6. PARISI Paolo Istituto Universitario di Scienze Motorie di ROMA PO BIO/13 7. ROSSI Pellegrino Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE PO BIO/16 8. RUSSO Mario Antonio Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE PA BIO/17 9. SALUSTRI Antonietta Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE PO BIO/17 10. SETTE Claudio Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE PA BIO/17 11. SIRACUSA Gregorio Università degli Studi di ROMA DIP. SANITA' PUBBLICA E "Tor Vergata" BIOLOGIA CELLULARE PO BIO/17 DIP. SCIENZE MOTORIE Personale appartenente ad Università Straniere n. Cognome Nome Struttura Dipartimento Ruolo Settore Partecipanti il collegio (personale non di ruolo nelle università o dipendente di altri enti) n. Cognome Nome Struttura Dipartimento Requisiti richiesti per l'ammissione VECCHIO ORDINAMENTO: Tutte le lauree NO Se non tutte consentono l'accesso, MEDICINA E CHIRURGIA, BIOLOGIA indicare quelle che lo consentono NUOVO ORDINAMENTO: Tutte le lauree NO Ruolo Settore Se non tutte consentono l'accesso, indicare quelle che lo consentono 6/S ( in biologia), 9/S ( in biotecnologie mediche, veterinarie e farmaceutiche), 46/S ( in medicina e chirurgia), 47/S ( in medicina veterinaria) Altro per studenti stranieri Dichiarazione di Valore; Equipolenza della Laurea alle Lauree Vecchio Ordinamento o Specialistiche. Altro Modalità di ammissione Analisi titoli, Prova scritta, Orale, Lingua Per i candidati stranieri (se diversa da quella per i candidati italiani) Analisi titoli, Orale, Lingua Attività Attività didattica prevista -Insegnamenti previsti nell'iter formativo SI tot CFU -Insegnamenti mutuati da corsi di laurea Obbligatorio n.ro insegnamenti 11 SI n.ro 3 Cicli seminariali SI n.ro 10 Verifiche annuali previste SI n.ro 2 Numero totale delle verifiche Stage presso 6 Istituzione scientifica straniera, Ospedali/ASL Soggiorni all'estero -Periodo consentito all'estero (in mesi) -Finalità del soggiorno all'estero SI Non Obbligatorio min: 1 max: 18 Attività di ricerca, Attività relative alla tesi Produzione scientifica del collegio dal 1999 al 2004 (personale di ruolo nelle università italiane) 1. 34) CAPOROSSI D., ARGENTIN G., CICCHETTI R., VERNOLE P., PITTALUGA M., PARISI P., TEDESCHI B. (1999). 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CAIRNS LA, MORONI E, LEVANTINI E, GIORGETTI A, KLINGER FG, RONZONI S, TATANGELO L, TIVERON C, DE FELICI M, DOLCI IANNINI S., MAGLI MC, GIGLIONI B, OTTOLENGHI S. (2003). Kit regulatory elements required for expression in developing hematopoietic and germ cell lineages. BLOOD. vol. 102, pp. 3954-3962. 6. CAMPAGNOLO L, RUSSO MA, PUGLIANIELLO L, FAVALE A, SIRACUSA G. (2001). Mesenchymal cell precursors of peritubular smooth muscle cells of the mouse testis can be identified by the presence of the p75 neurotrophin receptor. BIOLOGY OF REPRODUCTION. vol. 64, pp. 464-472. 7. CAPOROSSI D., ARGENTIN G., PARISI P., PITTALUGA M., TEDESCHI B., VERNOLE P., CICCHETTI R. (2004). Individual susceptibility to DNA telomerase inhibitors: a study on the chromosome instability induced by 3'-azido3'-deoxythimidine in lymphocytes from mono- and dizygote elderly twins. MUTAGENESIS. vol. 19(2), pp. 99-104. 8. CASINI B, PITTALUGA M, PARISI P. (2002). 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GAMBACORTIPASSERINI C., TORNAGHI L., CAVAGNINI F., ROSSI P., PECORIGIRALDI F., MARIANI L., CAMBIAGHI N., POGLIANI E., CORNEO G., GNESSI L. (2003). Gynaecomastia in men with chronic myeloid leukaemia after imatinib. LANCET. vol. 361, pp. 1954-1956 Impact Factor 2003 (ISI, JCR): 18.316. 30. GARLANDA C, HIRSCH E, BOZZA S, SALUSTRI A, DE ACETIS M, NOTA R, MACCAGNO A, SIRACUSA G., ALTRUDA F, VECCHI A, ROMANI L, MANTOVANI A. (2002). Non-redundant role of the long pentraxin PTX3 in anti-fungal innate immune response. NATURE. vol. 420, pp. 182-186. [Altri autori oltre quelli elencabili nel modello: Riva F, Bottazzi B, Peri G, Doni A, Vago L, Botto M, De Santis R, Carminati P.]. 31. GIORDANO D, GIORGI M, SETTE C., BIAGIONI S, AUGUSTITOCCO G. (1999). cAMP-dependent induction of PDE5 expression in murine neuroblastoma cell differentiation. FEBS LETTERS. vol. 446, pp. 218-222. 32. GRANGE M, SETTE C., CUOMO M, CONTI M, LAGARDE M, PRIGENT AF, NEMOZ G. (2000). 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