ANNO 2023
DIDATTICA INTERNA
I video e le iniziative divulgative promosse dal Dottorato di Ricerca in Chemistry and Biology dell'Università del Piemonte Orientale presso il DiSIT di Alessandria (https://www.disit.uniupo.it/it) sono visualizzabile sul canale YouTube UPO Dottorato di Ricerca in Chemistry and Biology.
Didattica della chimica
Prof.ssa Elisabetta Gabano
3 CFU
Corso della LM in Scienze chimiche, aperto a dottorandi e insegnanti di Chimica/Scienze, con la finalità di individuare strategie didattiche fondate sul coinvolgimento dello studente come soggetto attivo e dialogante, sfruttando il confronto tra docenti in servizio e laureandi/dottorandi intenzionati ad intraprendere la carriera di insegnante sulle problematiche connesse con il processo di insegnamento/apprendimento della Chimica nella scuola e nell’università.
Lo stress del reticolo endoplasmatico in diversi modelli cellulari
Prof. Elia Ranzato e Prof.ssa Simona Martinotti
0.5 CFU
Lo stress del reticolo endoplasmatico (ER) svolge un ruolo importante nelle cellule eucariotiche. L'ER è il primo componente cellulare che è coinvolto nella trasduzione del segnale e nel rilevamento dei cambiamenti omeostatici. La successiva cascata di segnalazione determina una risposta di sopravvivenza o di apoptosi.
Biochimica dei Tumori
Prof.ssa Valentina Audrito
1 CFU
Una volta che il tumore si è formato, il suo per così dire "scopo" è di sopravvivere ed espandersi. Da un lato agisce sulle proprie cellule potenziando e riprogrammando il metabolismo energetico e modificando l’espressione genetica e le vie di segnale, dall’altro lato inganna i sistemi di difesa del nostro corpo creandosi attorno un microambiente che favorisce la crescita della malattia, la sua diffusione e la resistenza ai farmaci. Il corso analizzerà le principali caratteristiche dei tumori focalizzandosi sulle basi della genetica dei tumori, biosegnalazione, riprogrammazione metabolica e microambiente tumorale, aspetti fondamentali nel promuovere la metastatizzazione e la resistenza ai farmaci.
Metodi computazionali in Chimica Inorganica
Prof. Carlos Platas-Iglesias
0.5 CFU
Questo seminario ha lo scopo di fornire un'introduzione ai metodi computazionali comunemente usati per la caratterizzazione dei complessi metallici. Una lezione introduttiva (2 ore) fornirà una breve descrizione di diversi metodi computazionali, tra cui meccanica molecolare classica/dinamica molecolare, metodi semiempirici, metodi ab initio e teoria del funzionale densità. Verrà delineata la descrizione della funzione d'onda utilizzando i determinanti e gli insiemi di base di Slater e verranno presentate le principali opzioni per incorporare effetti relativistici. La seconda parte del seminario (3-4 h) consiste nello studio di alcuni esempi di molecole inorganiche semplici e complessi metallici utilizzando metodi DFT, con l'ausilio del pacchetto computazionale ORCA. Gli studenti utilizzeranno i propri laptop per eseguire i calcoli sotto la guida del docente. Il lavoro consisterà nella caratterizzazione di piccole molecole (ad esempio NH3 o gli isomeri cis e trans di [Pt(NH3)Cl2]), eseguendo ottimizzazioni geometriche e calcoli di frequenza, stimando energie relative o trovando stati di transizione. Alla fine del corso gli studenti avranno una chiara idea delle potenzialità che la chimica computazionale offre per la caratterizzazione dei complessi metallici e impareranno ad eseguire semplici calcoli. Questo fornirà le basi per ulteriori approfondimenti.
Materiali fotonici e metodi fotofisici per la chimica e la biologia
Prof.ssa Flavia Artizzu
1 CFU
La fotonica, la scienza basata sull’utilizzo e la manipolazione della luce, ricopre un ruolo centrale sia nella Green Digital Transition, per dispositive hi-tech di nuova generazione ad alta efficienza energetica, sia nello sviluppo di nuovi metodi diagnostici ed investigativi in biologia e medicina. Questo breve corso fornisce una panoramica dei materiali e metodi per applicazioni basate sulla luce in chimica, scienza dei materiali e biologia. Nella prima parte del corso verranno illustrati i principi base della fotofisica che regolano il processo emissivo nelle molecole e nei nanomateriali, evidenziando le linee guida e le strategie per il design di emettitori efficienti. La seconda parte del corso presenta, tramite esempi concreti, le applicazioni emergenti dei materiali fotonici nelle tecnologie digitali e in biomedicina.
Applicazioni dell'NMR allo stato solido ai materiali
Prof. Geo Paul
1 CFU
Il corso è rivolto a dottorandi, postdoc e, in generale, a ricercatori del mondo accademico e dell'industria interessati ad approfondire la loro conoscenza dell'NMR allo stato solido. Il corso gli copre aspetti teorici, alcuni metodi ed applicazioni all'avanguardia in diversi campi come la chimica molecolare, i materiali, i cementi ed i prodotti farmaceutici. Gli argomenti principali sono: interazioni di spin nei solidi, Hamiltoniane di spin, struttura e simmetria, principi di MAS e CP, disaccoppiamento e riaccoppiamento, applicazioni della tecnica CPMAS, nuclei con spin I>1/2, MQ-MAS, simulazioni numeriche di spettri NMR.
Impatto dei cambiamenti ambientali nella disponibilità di luce e zolfo sulla crescita e sulla fotosintesi delle microalghe marine
Prof.ssa Caterina Gerotto
0.125 CFU
Gli ambienti naturali, sia terrestri che acquatici, sono caratterizzati da cambiamenti nei loro parametri fisico-chimici, come l'illuminazione, la disponibilità di nutrienti e la forma chimica. Tali variazioni possono avvenire con scale temporali diverse, dai rapidi cambiamenti nell'ordine dei secondi, ai giorni, alle stagioni, fino a quelli attraverso le ere geologiche. Le specie fotosintetiche devono affrontare efficacemente tali cambiamenti, con risposte diverse a seconda della scala temporale. Possono regolare le funzioni cellulari in caso di cambiamenti improvvisi e veloci, attivare strategie di acclimatazione alle nuove condizioni in base ai giorni e ai cambiamenti stagionali, o persino adattarsi in un lasso di tempo più lungo.Le microalghe racchiudono un vasto numero di specie appartenenti a diversi gruppi filogenetici. Sono produttori primari centrali del nostro pianeta, presentano una grande varietà di morfologie, dimensioni, diversità metabolica e sono in grado di colonizzare ambienti estremamente diversi. Ci concentreremo qui sugli effetti della diversa disponibilità di luce e solfati sulla crescita delle microalghe marine, sulla fotosintesi e sull'allocazione metabolica dell'energia e delle risorse disponibili.
Membrane tilacoidali: dalla struttura e funzione alle applicazioni biosensoristiche in campo ambientale
Prof.ssa Cristina Pagliano
0.125 CFU
Le membrane tilacoidali sono il sito delle reazioni fotosintetiche dipendenti dalla luce, dove avviene il trasporto elettronico fotosintetico. Nelle piante, i tilacoidi sono organizzati spazialmente in grana (costituiti da membrane impilate) e lamelle stromatiche (con singole membrane non impilate) interconnessi tra loro. Nella prima parte, ci concentreremo sui determinanti molecolari dell'impilamento delle membrane tilacoidali nei grana delle piante e sulla loro dinamica indotta da variazioni di luce decifrate utilizzando analisi proteomiche e di microscopia crioelettronica (tomografia e TEM).Il fotosistema II (PSII) è un enzima multimerico incorporato nelle membrane tilacoidali che, nelle reazioni fotosintetiche dipendenti dalla luce, ossida l'acqua, trasferendo gli elettroni estratti a molecole di plastochinone coinvolte nel trasporto elettronico fotosintetico. Gli erbicidi fotosintetici sono inibitori del PSII che si legano al sito QB della proteina D1 del PSII competendo con il plastochinone nativo e bloccano il trasferimento di elettroni a questo intermedio, interrompendo così il flusso elettronico fotosintetico. Nella seconda parte, ci concentreremo su un biosensore elettrochimico amperometrico che incorpora membrane tilacoidi per il rilevamento di erbicidi fotosintetici.
Utilizzo di tecniche di experimental design per l'ottimizzazione di processo/prodotto e lo sviluppo di metodi analitici
Prof.ssa Elisa Robotti
1 CFU
Le tecniche di experimental design consentono di individuare il milgior set di esperimenti per risolvere un problema scientifico, garantendo la massima quantità di informazione e il minor numero di esperimenti richiesti. Approcci di questo tipo sono molto efficaci in ambito industriale per l'ottimizzazione di processo e di prodotto, ma anche in altri contesti, come l'ottimizzazione di metodi in chimica analitica. Il corso è volto a descrivere i principali approcci per l'ottimizzazione nei diversi campi presi in considerazione e nel presentare numerosi esempi applicativi che vanno dall'ottimizzazione in ambito industriale allo sviluppo di studi di robustezza. A seconda del backgraound degli studenti si valuterà la possibilità di eseguire qualche esercitazione.
Materiali nanostrutturati per la decontaminazione di agenti chimici tossici
Prof.ssa Chiara Bisio
0.5 CFU
L'abbattimento ossidativo di inquinanti e agenti chimici tossici è convenzionalmente ottenuto tramite reazioni stechiometriche basate sull'utilizzo di forti ossidanti ad alto impatto ambientale o tramite degradazione termica. In questo corso l'attenzione sarà rivolta allo sviluppo di catalizzatori nanostrutturati in grado di promuovere reazioni di ossidazione selettiva per trasformare molecole tossiche in prodotti non nocivi a ridotto impatto ambientale.Verranno forniti esempi relativi all'utilizzo di materiale poroso e stratificato per la decontaminazione da agenti chimici tossici. In particolare, le argille (di origine sia naturale che sintetica) si sono rivelate materiali idonei per l'efficace decontaminazione di composti altamente pericolosi anche grazie alla possibilità di adattare opportunamente le loro proprietà chimiche, sia modificando le specie presenti nello spazio interstrato sia la composizione delle lamelle. Verranno descritti i possibili metodi di sintesi e le applicazioni di materiali nanostrutturati per la decontaminazione di inquinanti tossici.
L'idrogeno verde: possibile futuro della transizione energetica
Prof. Marcello Baricco
Prof. Leonardo Marchese
Ing. Alberto Tancini
Dott.ssa Patrizia Maccone e Ing. Daniele Facchi
Dott. Alberto Ruffino
Dott. Fulvio Canonico
0.6 CFU
Il service promosso dal Rotary Club di Alessandria in partnership con il Dipartimento di Scienze e Innovazione Tecnologica (DiSIT) dell’Università del Piemonte Orientale – sede di Alessandria, ha l’obiettivo di promuovere ed incentivare la ricerca sul tema dell’idrogeno ed in particolare dell’idrogeno verde per la produzione di energia pulita e per la mobilità. L’idrogeno si sta affermando come uno degli elementi chiave per la transizione energetica ed è al centro delle agende politiche e delle strategie energetiche di numerosi paesi del mondo e della Commissione Europea, che nel testo del Recovery Plan ha previsto 3 miliardi per il suo sviluppo. Il service in quest’ottica si propone di incentivare la ricerca e lo studio in materia, approfondendo attraverso seminari tecnici con relatori d’eccezione e presentazione di case history i vantaggi e gli svantaggi delle tecnologie attualmente in via di sviluppo, dalla teoria alle applicazioni, passando attraverso i materiali attualmente sviluppati. Il service è rivolto agli studenti della Laurea Magistrale di Scienze Chimiche e ai dottorandi del corso di Chemistry and Biology.
Analisi sistematica delle similitudini tra progressione tumorale e sviluppo embrionale e la sua applicazione clinica tramite intelligenza artificiale
Dr. Enrico Moiso
0.1 CFU
Il cancro è in parte una malattia evolutiva, con i nomi dei tumori maligni basati sulla cellula o sul tessuto di origine. Tuttavia, manca un atlante sistematico delle origini dei tumori. Qui mappiamo l'organogenesi monocellulare di 56 traiettorie di sviluppo nei trascrittomi di oltre 10.000 tumori di 33 tipi di cancro. Decontestualizziamo i trascrittomi dei tumori in segnali per le singole traiettorie di sviluppo. Utilizzando questi segnali come input, costruiamo un classificatore multistrato di sviluppo (D-MLP) che fornisce l'origine del cancro. Il D-MLP (ROC-AUC: 0,974 per la massima previsione) supera i classificatori di riferimento. Analizziamo i tumori di pazienti con tumore di origine sconosciuta (CUP), selezionando i casi più difficili in cui un esteso workup multimodale non ha prodotto un tipo di tumore definitivo. È interessante notare che i CUP formano gruppi distinti da traiettorie di sviluppo e la classificazione rivela la diagnosi per i tumori dei pazienti. I nostri risultati forniscono un atlante delle origini dello sviluppo dei tumori, forniscono uno strumento per la patologia diagnostica e suggeriscono che la classificazione dello sviluppo può essere un approccio utile per i tumori dei pazienti.
La professione di Biologo: realtà (attuale) e prospettive (future)
Dr. Fiorenzo Pastoni
0.1 CFU
Quella del biologo può non a torto essere definita una professione ‘giovane’ se confrontata con altre professioni ‘storiche’ di cui si riscontrano tracce già nella storia antica: è infatti nata ‘solo’ negli anni Sessanta del secolo scorso a seguito della emanazione della Legge n. 396/1967.
Quanto sopra ha comportato conseguenze non facili da superare, quali l’inserimento in scenari del mondo del lavoro nei quali altre figure professionali erano ormai consolidate nelle proprie prerogative e competenze, oltre che in una conseguente e adeguato riconoscimento da parte della opinione pubblica.
I biologi hanno però sempre potuto avvalersi del supporto di una legislazione ‘strutturale’ molto precisa, che trova il proprio fondamento nell’articolo 3 della stessa legge istitutiva in cui è delineato un ampio ‘oggetto della professione’, integrato ed aggiornato negli anni successivi e più vicini a noi da svariate disposizioni, le quali hanno progressivamente tracciato il continuo divenire del mondo del lavoro.
Di questa evoluzione, che ha interessato e continua ad interessare sia la legislazione sia la normazione tecnica, tutti i biologi (ma soprattutto i più giovani alle prese con la fase iniziale di inserimento nel mondo del lavoro) devono avere piena coscienza e conoscenza, per potersi proporre al medesimo nel modo più appropriato, sostenuto da specifiche competenze riconosciute dallo Stato italiano.
Uno sviluppo legislativo molto recente, vale a dire la pubblicazione sulla Gazzetta Ufficiale del Decreto Legislativo 23 febbraio 2023, n. 18, avvenuta il 6 marzo u.s., dimostra quanto sia attuale ed appropriata la figura del biologo nell’incedere della realtà socio-economica in cui ci è dato di vivere. Il decreto rappresenta infatti la attuazione nel nostro Paese della Direttiva UE 2020/2184, riguardante un problema di primaria rilevanza quale la qualità delle acque destinate al consumo umano. La Direttiva introduce il concetto del rischio connesso al consumo dell'acqua ed associa opportunamente a tale rischio il genere batterico Legionella, il cui già considerevole impatto sulla salute è stato, di fatto, ulteriormente accentuato dalle vicende connesse alla pandemia che ha condizionato (e per certi versi tuttora condiziona) lo scenario internazionale.
E chi se non un biologo ha la competenza istituzionale, oltre che le conoscenze specifiche, per occuparsi di quel problema antico ma sempre attuale che è il rischio biologico e che proprio la pandemia ha drammaticamente riportato all'attenzione di tutti?
Quanto sopra ha comportato conseguenze non facili da superare, quali l’inserimento in scenari del mondo del lavoro nei quali altre figure professionali erano ormai consolidate nelle proprie prerogative e competenze, oltre che in una conseguente e adeguato riconoscimento da parte della opinione pubblica.
I biologi hanno però sempre potuto avvalersi del supporto di una legislazione ‘strutturale’ molto precisa, che trova il proprio fondamento nell’articolo 3 della stessa legge istitutiva in cui è delineato un ampio ‘oggetto della professione’, integrato ed aggiornato negli anni successivi e più vicini a noi da svariate disposizioni, le quali hanno progressivamente tracciato il continuo divenire del mondo del lavoro.
Di questa evoluzione, che ha interessato e continua ad interessare sia la legislazione sia la normazione tecnica, tutti i biologi (ma soprattutto i più giovani alle prese con la fase iniziale di inserimento nel mondo del lavoro) devono avere piena coscienza e conoscenza, per potersi proporre al medesimo nel modo più appropriato, sostenuto da specifiche competenze riconosciute dallo Stato italiano.
Uno sviluppo legislativo molto recente, vale a dire la pubblicazione sulla Gazzetta Ufficiale del Decreto Legislativo 23 febbraio 2023, n. 18, avvenuta il 6 marzo u.s., dimostra quanto sia attuale ed appropriata la figura del biologo nell’incedere della realtà socio-economica in cui ci è dato di vivere. Il decreto rappresenta infatti la attuazione nel nostro Paese della Direttiva UE 2020/2184, riguardante un problema di primaria rilevanza quale la qualità delle acque destinate al consumo umano. La Direttiva introduce il concetto del rischio connesso al consumo dell'acqua ed associa opportunamente a tale rischio il genere batterico Legionella, il cui già considerevole impatto sulla salute è stato, di fatto, ulteriormente accentuato dalle vicende connesse alla pandemia che ha condizionato (e per certi versi tuttora condiziona) lo scenario internazionale.
E chi se non un biologo ha la competenza istituzionale, oltre che le conoscenze specifiche, per occuparsi di quel problema antico ma sempre attuale che è il rischio biologico e che proprio la pandemia ha drammaticamente riportato all'attenzione di tutti?