INGEGNERIA ELETTRICA ELETTRONICA E INFORMATICAAutomation Engineering and Control of Complex Systems (Ingegneria dell'automazione e del controllo dei sistemi complessi)Anno accademico 2023/2024

9796792 - BIOENGINEERING AND SYNTHETIC BIOLOGY

Docente: GIUSEPPE NICOSIA

Risultati di apprendimento attesi

Lo studente sarà introdotto ai principali approcci, metodi e problemi presenti in Bioingegneria e Biologia Sintetica.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Il corso include lezioni frontali, esercitazioni, seminari, tutorial, videolezioni.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

Competenze di matematica e informatica.

Frequenza lezioni

Obbligatoria.

Contenuti del corso

Introduzione alla bioingegneria e alla biologia sintetica

Reti complesse per reti genetiche e proteiche

Biologia sintetica mediante parti, dispositivi e sistemi

Introduzione alla biologia dei sistemi 

Progettazione di circuiti biologici

Analisi del genoma e del trascrittoma 

Ingegneria metabolica 

Cellule minimali e whole-cell design

BioCAD per la riprogrammazione e la progettazione di farmaci

Ingegnerizzazione di microrganismi per la produzione di bioplastiche e biocarburanti

Applicazioni dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento profondo nella biologia sintetica e dei sistemi

Testi di riferimento

[2] Silvio Cavalcanti (A cura di), Bioligia Sintetica, Gruppo Nazionale di Bioingegneria, N. 29, Pàtron Editore. 

Libri consigliati:

7. Luigi Landini, Nicola Vanello, Analisi e Modelli di Segnali Biomedici, Pisa University Press, 2016

8. Giuseppe Coppini, Stefano Diciotti, Guido Valli, Bioimmagini, Collana di Ingegneria Biomedica (Diretta da Emanuele Biondi e Claudio Cobelli) Pàtron Editore, 2012.

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Introduzione alla Bioingegneria [1]
2Reti Complesse per Circuiti Biologici (Reti Genetiche, Proteiche e Metaboliche)[2]
3Bioimaging[1]
4Introduzione alla biologia sintetica [3]
5Introduzione alla biologia dei sistemi [4,5]
6Progettazione di circuiti biologici [4]
7Ingegneria metabolica [5]
8Organoids-on-a-chip [Dispense e Articoli]
9Esempi di applicazioni di Intelligenza Artificiale e Deep Learning in ingegneria biomedica [Dispense e Articoli]

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Progetto con relazione e presentazione su un articolo scientifico assegnato dal docente.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Reti metaboliche. Rete Complessa. Analisi di un Circuito Biologico. Reti di Regolazione Genetica. Metriche e Misure per le Reti Biologiche. Inferenza di reti a partire dai dati genomici. Modelli a scala genomica. Editing Genomico. Scrittura di Genomi. Progettazione di Genomi.


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