Diploma in analisi e applicazioni della rete metabolica

bioenergetica è la somma dei processi di trasformazione delle fonti di energia esterne in lavoro biologicamente utile dei sistemi viventi e il processo di immagazzinamento e consumo dell'energia sotto forma di adenosina trifosfato (ATP). In questo corso studierai la bioenergetica e come essa evidenzia il fabbisogno energetico cellulare per la sintesi dei biocarburanti. Verranno discussi la resa cellulare di carbonio e l'efficienza energetica e il processo di formazione di ATP dalla catena di trasporto degli elettroni. L'annotazione unidimensionale delle sequenze genomiche evidenzierà le procedure per localizzare gli open reading frame (ORF) e assegnare funzioni ai prodotti genici. Allo stesso modo, i sistemi bidimensionali copriranno i meccanismi di reazione, le reti regolatorie e le reti di segnalazione, ecc. Esaminerai il processo di ricostruzione della rete biochimica e la gerarchia a quattro livelli per semplificare la concettualizzazione delle funzioni di rete. Quindi, verranno chiariti il modello metabolico su scala genomica e la rappresentazione matematica delle reti biochimiche. Scopri i metodi per definire un confine di rete, nonché i modelli matematici per la stima di una mappa di rete e di una matrice stechiometrica

Successivamente, scopri la definizione e le procedure matematiche per la formulazione di una funzione obiettivo. Saranno trattati i sistemi per valutare la sensibilità delle proprietà ottimali di una rete (noti anche come analisi di robustezza). Il modulo sull'analisi del piano di fase considera le caratteristiche e i sistemi matematici per la stima del valore delle quattro regioni isocline di una rete metabolica. Esamina il campionamento randomizzato e le procedure hit and run (ACHR) centrate artificialmente per caratterizzare e stimare il centro di uno spazio di soluzione di flusso. Allo stesso modo, il modulo sulla progettazione computazionale di ceppi mutanti analizzerà optknock, optstrain e altre strategie di sviluppo di ceppi. Scopri le basi convesse dello spazio nullo, le modalità elementari e i percorsi estremi. Inoltre, verranno evidenziate le tecniche di etichettatura 13C, le fasi di formulazione dell'MFA 13C e le sfide dell'MFA assistito da 13C. Verranno discussi i sistemi per il fingerprinting del 13C e l'analisi del flusso metabolico non stazionario (NMFA). Quindi, vengono esaminate le applicazioni dell'ingegneria metabolica nella progettazione di ceppi microbici. Il modulo sulla tecnologia di modifica del genoma evidenzia diversi strumenti e strategie genetiche impiegati per la modulazione dell'espressione genica e l'ottimizzazione delle vie metaboliche. Imparerai a conoscere i promotori, i siti di legame dei ribosomi (RBS), i sistemi di modulazione genica mediata da RNA, ecc.

Infine, verranno esaminate le interessanti funzionalità e le tempistiche di base della tecnologia CRISPR. Scopri l'array CRISPR, la struttura del locus CRISPR e le fasi dell'immunità adattativa CRISPR-Cas. Inoltre, vengono evidenziate le basi dello strumento di ingegneria Cas9, oltre ai vantaggi di CRISPR-Cas9 rispetto ad altri strumenti convenzionali. Ti verrà mostrato come classificare le sostanze chimiche prodotte dai microrganismi bioingegnerizzati (noti anche come fabbriche di cellule microbiche). Quindi, verranno identificati gli stabilimenti microbici per la produzione di etanolo emicellulosico nei lieviti e la produzione di bioetanolo lignocellulosico in E. coli. Allo stesso modo, verranno divulgate le strategie e le applicazioni dell'ingegneria metabolica nella produzione di aminoacidi. Quali sono gli stati funzionali delle reti biologiche? Come si possono presentare in un quadro matematico le informazioni ottenute dalle reti di reazione? Queste domande verranno affrontate in questo corso e verranno rivelate le soluzioni praticabili. Se desideri una carriera nella biologia dei sistemi, nell'ingegneria metabolica o in discipline correlate, troverai questo corso entusiasmante e gratificante. L'applicazione delle conoscenze acquisite in queste materie potrebbe portare a miglioramenti nello sviluppo di metaboliti e prodotti naturali per l'industria farmaceutica, bioenergetica