9796792 - BIOENGINEERING AND SYNTHETIC BIOLOGY
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
Libri di Testo:
[1] W. Mark Saltzman, Biomedical Engineering: Bridging Medicine and Technology, Cambridge Texts in Biomedical Engineeirng, Cambridge University Press, 2nd Edition, June 2015.
[2] Silvio Cavalcanti (A cura di), Bioligia Sintetica, Gruppo Nazionale di Bioingegneria, N. 29, Pàtron Editore.
[3] M. A. Marchisio, Introduction in Synthetic Biology – About Modeling, Computation, and Circuit Design, Springer, 2018.
[4] Uri Alon, An Introduction to Systems Biology – Design Principles of Biological Circuits, CRC Press – Taylor & Francis Group (Second Edition), 2020.
[5] Bernhard O. Palsson, Systems Biology Constraint-based Reconstruction and Analysis, Cambridge University Press, 2015.
[6] Alessandro Cellerino, Michele Sanguanini, Transcriptome Analysis, Edizioni della Scuola Normale Superiore, Pisa, 2018.
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
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduzione alla Bioingegneria | [1] |
| 2 | Reti Complesse per Circuiti Biologici (Reti Genetiche, Proteiche e Metaboliche) | [2] |
| 3 | Bioimaging | [1] |
| 4 | Introduzione alla biologia sintetica | [3] |
| 5 | Introduzione alla biologia dei sistemi | [4,5] |
| 6 | Progettazione di circuiti biologici | [4] |
| 7 | Ingegneria metabolica | [5] |
| 8 | Organoids-on-a-chip | [Dispense e Articoli] |
| 9 | Esempi di applicazioni di Intelligenza Artificiale e Deep Learning in ingegneria biomedica | [Dispense e Articoli] |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame scritto e relazione scritta su un articolo scientifico assegnato dal docente.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Learning assessment may also be carried out online, should the conditions require it.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Reti metaboliche.Rete Complessa. Analisi di in 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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