Dottorato di ricerca in Scienze e Biotecnologie della Riproduzione e

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).
Aging, DNA repair, and physical activity: Induction of micronuclei and chromosome aberrations in elderly twins.
Fourth European Congress on Sport Science. (pp. 485).
2. BEHRENS G, KLINGER FG, GROTMOL T, HAUGEN TB, DE FELICI M. (2003). Akt/PTEN signaling mediates estrogendependent proliferation of primordial germ cells in vitro. Mol. Endocrinol. MOLECULAR ENDOCRINOLOGY. vol.
17(12), pp. 2630-2638.
3. BUTTERONI C., DE FELICI M., SCHOLER H., PESCE M. (2000). Phage display screening reveals an association
between germline-specifc trancription factor Oct-4 and multiple cellular proteins. JOURNAL OF MOLECULAR
BIOLOGY. vol. 304, pp. 529-540.
4. C. MANNA, L. RIENZI, E. GRECO, M. SBRACIA, A. RAHMAN, R. POVERINI, SIRACUSA G., M. DE FELICI. (2001).
Zona pellucida solubility and cortical granule complements in human oocytes following assisted reproductive
techniques. ZYGOTE. vol. 9, pp. 201-210.
5. 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
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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.
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