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Ingegneria genetica: panoramica, stato dell’arte e prospettive future

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Ingegneria genetica: panoramica, stato dell’arte e prospettive future

  1. 1. Ingegneria genetica: panoramica, stato dell’arte e prospettive future Simone Giorgini La microbiologia a 360° 14 Maggio 2020
  2. 2. Ingegneria Genetica L’applicazione di tecniche basate sugli acidi nucleici, tra cui il clonaggio, per produrre nuovi organismi che esprimono geni provenienti da altre sorgenti. Possiamo interpretare l’ingegneria genetica come una branca della biotecnologia. Definizione David R. Harper Virus Applicazioni biotecnologiche e strategie di controllo Zanichelli (Bologna,2017) pg.218-303
  3. 3. L’hackerraggio del Central Dogma https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Class/MLACourse/Modules/MolBioReview/central_dogma.html
  4. 4. Ingegneria Genetica -Proteine ricombinanti -acidi nucleici -animali transgenici -Piante transgeniche o cisgeniche -tessuti -materiali -carburanti -metaboliti vari: antibiotici, probiotici, tossine si manipola così il principio principe della biologia moderna per produrre
  5. 5. Ingegneria Genetica -Medico farmaceutico -Industriale energetico -Ricerca e sviluppo campi coinvolti David R. Harper Virus Applicazioni biotecnologiche e strategie di controllo Zanichelli (Bologna,2017) pg.218-303
  6. 6. Ingegneria Genetica -Medico farmaceutico come il Drug Discovery -Industriale energetico Biofuel -Ricerca e sviluppo -Terapie Geniche quali DNA, RNA o peptidiche, anticorpali, (vaccini) -Agronomiche PGM -Agrotecniche ogm -Spaziali campi coinvolti David R. Harper Virus Applicazioni biotecnologiche e strategie di controllo Zanichelli (Bologna,2017) pg.217-304
  7. 7. Livelli d’intervento sul DNA SOSTITUZIONE O INATTIVAZIONE DI UN GENE ENDOGENO MUTATO INTRODUZIONE DI UN GENE ESOGENO RIPRISTINO DI UNA FUNZIONE ORIGINARIA INTRODUZIONE DI UNA O PIU’ COPIEDI UN GENE ENDOGENO FUNZIONANTE POTENZIAMENTO DI UNA FUNZIONE ORIGINARIA ATTIVAZIONE DI UNA NUOVAFUNZIONE
  8. 8. Livelli d’intervento sulle proteine -PROTEINE DI INTERESSE TERAPEUTICO. -PROTEINE DI INTERESSE COMMERCIALE (ENZIMI). Es. Laccasi, Proteasi, amilasi, lipasi….. -PROTEINE DA UTILIZZARE COME ANTIGENI PER LA PRODUZIONE DI ANTICORPI POLICLONALI E MONOCLONALI. L’INGEGNERIA GENETICA NON SERVE SOLTANTO PER STUDIARE GENI E PROTEINE!!! A cosa possono servire le proteine ricombinanti? Stefano B. Geneticamente Modificati Hoplei Milano, 2017 pg.77
  9. 9. Ingegneria Genetica Approccio classico: Clonaggio geni Proteine ricombinati
  10. 10. Ingegneria Genetica approccio post-genomico: Trascrittomica Epigenomica proteomica Big Data Biologici: high throughtput screening In silico analisi Banche dati Andrew M. Quality, not Quantity: the role of Natural Products and chemical Proteomics in Modern Drug Discovery Combinatory Chemistry & High throughtput Screening, 2004, 7, 607-6.30
  11. 11. Ingegneria Genetica Manipolazione DNA Vettori Plasmidici Enzimi di restrizione
  12. 12. Ingegneria Genetica Manipolazione DNA Vettori virali Altri vettori che differiscono per capacita’ in Kbasi. YAC Bac Cassette Geniche
  13. 13. Ingegneria Genetica PCR Principali tecniche per la manipolazione DNA
  14. 14. Ingegneria Genetica Manipolazione DNA
  15. 15. Ingegneria Genetica Manipolazione proteica https://www.researchgate.net/post/In_Cre-Loxp_system_does_Cre_only_cut_homozygous_floxed_allele http://scaloni.it/popinga/ogm-tradizione-e-innovazione/
  16. 16. Ingegneria Genetica Lo stato dell’arte Nuove metodologie di analisi: Proteomica Interactomica Epigenomica Trascrittomica Metabolomica Biologia sintetica Gene editing: Crsispr-CAS9 Ingegneria tissutale
  17. 17. Ingegneria Genetica Rispondiamo alle domande Sono venuto a conoscenza del fatto che esiste il sospetto che il virus sia frutto di un errore di laboratorio, mi chiedevo se e’ realmente possibile con gli attuali strumenti, realizzare un virus come il covid-19. Risposta: studi hanno dimostrato ampiamente che il virus ed il suo spillover sono elementi naturali inseriti in un contesto ecologico ben definito. https://www.nature.com/articles/s41591-020-0820-9
  18. 18. Ingegneria Genetica Rispondiamo alle domande https://nextstrain.org/narratives/ncov/sit-rep/it/2020-03-13?n=1 Confermato anche dalle analisi filogenetiche
  19. 19. Ingegneria Genetica Rispondiamo alle domande Come mai si e’ portati a pensare che si possa costruire un virus in laboratorio? Risposta: Le cause posso essere molteplici. Quindi un’ulteriore domanda potrebbe essere: e’ mai stato ricostruito un virus pericoloso in un laboratorio di ricerca? Risposta: sì. https://www.lescienze.it/archivio/articoli/2020/04/30/news/virus_in_laboratorio_tra_rischi_e_benefici-4719387/
  20. 20. Ingegneria Genetica Rispondiamo alle domande Ad esempio…...... https://science.sciencemag.org/content/297/5583/1016/tab-figures-data https://science.sciencemag.org/content/310/5745/77
  21. 21. Ingegneria Genetica In che modo la microbiologia e’ attualmente utilizzata nella lotta ai cambiamenti climatici e nella risoluzione dei problemi annessi (es.: riduzione e impoverimento dei terreni coltivabili)? In che modo potrà essere utilizzata nei prossimi anni? Risposta: Microbiologia Italia affronta questa tematica in diversi articoli. Riporto gli ultimi pubblicati. Cosa ci dicono? Autotrice: Dott.ssa Erika Salvatori https://www.microbiologiaitalia.it/batteriologia/cambiamento-climatico-chi-pensa-ai-microrganismi/ Autrice: Dott.ssa Ilaria Vaccarelli https://www.microbiologiaitalia.it/batteriologia/il-microbioma-del-suolo-una-risorsa-invisibile-per-combattere-i-cambiamenti-climatici/
  22. 22. Ingegneria Genetica Rispondiamo alle domande Ci sono studi sulla possibile realizzazione di farmaci biologici contro il covid-19? Risposta: https://www.aboutpharma.com/blog/2020/03/04/la-cina-approva-luso-di-tocilizumab-contro-le-complicanze-del-coronavirus/
  23. 23. Contatti: info@microbiologiaitalia.it Grazie per l’attenzione!

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