contenuti

Lieviti. Funghi. Bacilli di uso industriale. Attinomiceti. Metodi: crescita; arricchimento e selezione; miglioramento. Tecnologia dei processi industriali. Produzione di metaboliti di interesse applicativo. Vaccini, probiotici, phage therapy. Metagenomica. Synthetic and systems biology. Esercitazioni di laboratorio su lievito come modello in biologia cellulare microbica e nelle biotecnologie.

Yeast; fungi; bacilli; actinomycetes. Methods: growth, enrichment, screening and improvement. Technology of industrial processes. Production of metabolites. Vaccines, probiotics, phage therapy. Metagenomics. Synthetic and systems biology. Practical activity: yeast as a model in microbial cell biology and biotechnology.

Testi

S. Donadio, G. Marino “Biotecnologie microbiche”, 2008, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

M. Manzoni “Microbiologia industriale”, 2006, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

C. Ratlegde, B. Kristiansen “Biotecnologie di base”, 2004, Zanichelli, Bologna. Materiale didattico su www.duccioknights.org

Articoli e monografie aggiornate selezionate e aggiornate dal docente sul sito www.duccioknights.org.

Conoscenze acuisite:

Conoscenze sui principali gruppi tassonomici di microrganismi usati in biotecnologie industriali, funghi, bacilli, attinomiceti. Principi per la selezione e il miglioramento di microrganismi produttori di molecole di uso industriale (enzimi, metaboliti, antibiotici). Tecnologia delle fermentazioni industriali. Applicazioni dei microrganismi in processi di biorisanamento ambientale e produzione di biocombustibili.  Il lievito Saccharomyces cerevisiae come modello per le biotecnologie microbiche e cell factory. I microorganismi come farmaci probiotici, vaccini, fagi e terapia fagica. Metodi di metagenomica per analisi globale di comunità microbiche. Biologia sintetica e systems biology.

Come selezionare microorganismi di interesse industriale da ambienti naturali. Culture di arricchimento di microorganismi di interesse in processi di bioremediation. Progettare il miglioramento di microorganismi coinvolti della produzione di molecole di uso industriale, biofuels, antibiotici e antifungini. Tecniche di manipolazione, miglioramento genetico e trasformazione con vettori dedicati di colture batteriche e di lievito per processi industriali, miglioramento genetico di ceppi di lievito.

Knowledge acquired:

Most relevant groups of microorganisms involved in industrial biotechnology: biology and taxonomy of fungi, yeasts bacilli and actinomycetes. Strategies for selection and improvement of microorganisms for production of enzymes, metabolites, antibiotics and antifungals. Technology of industrial fermentation processes. Application of microorganisms in bioremediation processes and production of biofuels. Saccharomyces cerevisiae as a model and as cell factory. Microorganisms as drugs, probiotics, vaccines, bacteriophages and phage therapy. Metagenomics methods for global analysis of microbial communities. Systems and synthetic biology.

Selection of microorganism of industrial interest from natural environments. Enrichment cultures for microorganisms of interest in bioremediation. Planning strategies for the genetic and functional improvement of microorganisms aiming at the production of molecules useful in the industry, including biofuels, antibiotics and antifungals. Fundamentals of S.cerevisiae genetics and molecular and cellular biology, yeast genetic selection, mating and transformation.

Corsi vincolanti: Microbiologia generale; Genetica; Biochimica..

Corsi raccomandati: Ingegneria genetica, Chimica organica.

Courses required: General Microbiology; Genetics; Biochemistry.

Courses recommended: Genetic engeneering; Organic Chemistry.

Modalità di esame: Preparazione di un seminario in inglese da presentare davanti alla classe su una recente scoperta nel settore. Successivo esame orale comprensivo delle esperienze in laboratorio.

Exam modality:   Preparation of a seminar on one of the most recent discoveries in the field. Oral examination including laboratory activity

Corso Dettagliato:

Programma dettagliato.

Struttura tassonomica e fisiologia dei principali gruppi tassonomici di microrganismi usati in biotecnologie industriali, funghi, bacilli, attinomiceti. Metodi di crescita; arricchimento e selezione; miglioramento di ceppi microbici. Selezionare microorganismi di interesse industriale da ambienti naturali. Culture di arricchimento di microorganismi di interesse in processi di bioremediation. Principi per la selezione e il miglioramento di microrganismi produttori di molecole di uso industriale (enzimi, metaboliti, antibiotici).  Tecnologia delle fermentazioni industriali, dal vino alla birra ai moderni fermentatori. Microorganismi per la produzione di aminoacidi. Progettare il miglioramento di microorganismi coinvolti della produzione di molecole di uso industriale, biofuels, antibiotici e antifungini.  Produzione di antibiotici e antifungini. Produzione di insulina ricombinante da batteri e da lieviti. Applicazioni dei microrganismi in processi di bioremediation. I microorganismi e l’immunoterapia, i vaccini, gli adiuvanti e la “reverse vaccinology”. Applicazioni della tecnologia CRISPR-CAS nelle biotecnologie microbiche. I microorganismi e le loro vescicole come vettori di farmaci, Il lievito Saccharomyces cerevisiae come modello per le biotecnologie microbiche e cell factory. La biologia sintetica e la biologia dei sistemi, come progettare in modo mirato un microorganismo di interesse biotecnologico.  I microorganismi come farmaci probiotici, vaccini, fagi e terapia fagica. Metodi di metagenomica per analisi globale di comunità microbiche.

Programma dettagliato:

Taxonomy structure evolution and biology of the main microbial groups used in industrial biotechnology, fungi, bacilli, and attinions. Growth Methods; Enrichment and selection; Improvement of microbial strains. Select microorganisms of industrial interest from natural environments. Cultures enrichment of microorganisms of interest in bioremediation processes. Principles for the selection and improvement of microorganisms of industrially important molecules (enzymes, metabolites, antibiotics). Industrial fermentation technology, from wine to beer to modern industrial fermentations. Microorganisms for the production of amino acids. Design and improvement of microorganisms involved in the production of industrial use molecules, biofuels, antibiotics and antifungals. Production of antibiotics and antifungals. Production of recombinant insulin from bacteria and yeasts. Applications of microorganisms in bioremediation processes. Microorganisms and immunotherapy, vaccines, adjuvants and reverse vaccinology. Applications of CRISPR-CAS technology in microbial biotechnology. Microorganisms and their vesicles as drug carriers, Saccharomyces cerevisiae yeast as a model for microbial biotechnologies and cell factory. Synthetic biology and systems biology, how to design a biotechnological microorganism targeted. Microorganisms such as probiotic drugs, vaccines, phage and phage therapy. Methods of metagenomics for global analysis of microbial communities.