Obiettivi

Conoscere le principali metodologie spettroscopiche di analisi del metaboloma cellulare, in particolare la spettroscopia ad alta risoluzione di Risonanza Magnetica Nucleare (Multinucleare) ed i principi dei modelli matematici per l’analisi dei sistemi complessi. Comprendere le possibili applicazioni biologiche nella caratterizzazione del fenotipo metabolico cellulare e di organismi in relazione all’impatto dell’ambiente esterno e di variazioni geniche: dai microorganismi ai sistemi vegetali ed animali, fino all’uomo.

Programma

Basi fisiche della Risonanza Magnetica Nucleare (RMN). Parametri della RMN. Strumentazione RMN ad alta risoluzione. Spettri 1H, 31P e 13C. Effetto NOE. Spettroscopia RMN multidimensionale.Statistica multivariata applicata a dati spettroscopici: Analisi dei cluster, componenti principali, regressione e calibrazione multivariata, rifinitura dei modelli (eliminazione degli outliers e ortogonalizzazione). Introduzione alla metabolomica/metabonomica: scelta della tecnica sperimentale. Pre-processamento degli spettri, rappresentazione degli spettri in spazi multidimensionali Analisi degli spettri supervisionata e nonsupervisionata. Classificazione, identificazione di biomarker e traiettorie metaboliche. Definizione di metaboloma cellulare e relazione con la biologia dei sistemi. Bio-indicatori metabolici e concetto di reti metaboliche.Utilizzo di substrati isotopicamente arricchiti in 13C e introduzione all’analisi della distribuzione isotopomerica per la valutazione dei flussi metabolici: profilo metabolico utilizzando spettroscopia 13C e 1H RMN ad alta risoluzione. Introduzione ai modelli per il calcolo dei flussi metabolici

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Materiale didattico fornito dal docente